در دانشگاه علم و صنعت صورت گرفت

ارائه مدلي براي بررسي اثر ناخالصي‌ها در رسانش نانولوله‌هاي کربني

دانشجوي دوره دکتري فيزيک دانشگاه علم و صنعت در قالب پروژه دکتري خود موفق به ارائه مدلي براي بررسي اثر ناخالصي‌ها بر رفتار الکترونيکي نانولوله کربني با طول محدود شد.

کد خبر: ۷۶۵۴

شنبه - ۱۹ مرداد ۱۳۸۷ / August 09, 2008

به گزارش گروه علمي و آموزشي «شبکه خبر دانشجو»، پويا پرتوي آذر، دانشجوي دوره دکتري فيزيک دانشگاه علم و صنعت در قالب پروژه دکتري خود و با همکاري دکتر افشين نميرانيان، عضو هيئت علمي اين دانشگاه، موفق به ارائه مدلي براي بررسي اثر ناخالصي‌ها بر رفتار الکترونيکي نانولوله کربني با طول محدود شده‌اند.

وي در توضيح نحوه به دست آوردن مدل مورد نظر گفت: براي به ‌دست آوردن تصحيح مرتبه اول رسانش، در حضور يک تک ناخالصي و برهم‌کنش الکترون‌هاي رسانش در نانولوله کربني با ناخالصي از رهيافت اختلالي همراه با نمايش کوانتش دوم براي هاميلتوني کل استفاده شده است.

پرتوي آذر تصريح کرد: در اين روش، برهم‌کنش الکترون‌ها با ناخالصي اثر خود را در نرخ اتلاف انرژي الکترون‌هاي رسانش نشان مي‌دهد. پس از محاسبات به نسبت ساده اما طولاني مي‌توان به رابطه تصحيح مرتبه اول رسانش (G1) در حضور يک تک ناخالصي رسيد.

وي افزود: از آنجا که روند ياد شده قابل اجرا براي ساختارهاي فلزي است، از ميان انواع مختلف نانولوله‌ها، نانولوله‌هاي دسته مبلي (armchair) انتخاب شدند؛ زيرا اين نوع نانولوله‌ها کانديداهاي بسيار خوبي براي نانولوله‌هاي فلزي هستند.

دانشجوي دوره دکتري فيزيک دانشگاه علم و صنعت در ادامه بيان داشت: براي شبيه‌سازي رفتار نانولوله‌هاي کربني تک ديواره دسته مبلي، ابتدا مدل ذره در جعبه در نظر گرفته و سپس براي نگهداشتن تناوب ساختاري در راستاي محور لوله، تصحيحات ريز و دقيقي بر روي آن انجام شده است.

وي خاطرنشان کرد: نتايج به ‌دست آمده در اين تحقيق، روشي نو براي اسپکتروسکپي تراز‌هاي انرژي در نانولوله‌هاي کربني دسته مبلي ارائه مي‌دهد؛ علاوه بر اين مي‌توان از اين روش به setupهاي آزمايشگاهي رسيد و از طريق آن مکان اتم‌هاي کربن روي سطح استوانه‌اي نانولوله کربني را با تقريب خوبي تخمين زد.

بر پايه اين گزارش، با استفاده از روش‌هاي دقيقتر مي‌توان جزئيات ساختار نواري نانولوله‌هاي کربني را به فيزيکدانان تجربي ارائه داد.

جزئيات اين پژوهش که از حمايت هاي تشويقي ستاد ويژه توسعه فناوري نانو بهره‌مند شده، در مجله PHYSICS: CONDENSED MATTER در سال 2008 منتشر شده است.

شايان ذکر است، رسانش نانولوله‌هاي کربني تک ديواره طبق نظريه لانداير براي ولتاژهاي بسيار کوچک‌تر از انرژي فرمي، برابر 4e2/h مي‌باشد که درآن e بار الکترون و h ثابت پلانک است. اين مقدار مربوط به سيستم‌هاي بدون ناخالصي يا نقص است و وجود هر گونه ناخالصي در نانولوله‌هاي کربني فلزي اين مقدار را تغيير خواهد داد. با توجه به اينکه نانولوله‌هاي کربني کانديداهاي بسيار خوبي براي استفاده در ادوات نانوالکترونيکي هستند و مي‌توانند به عنوان سيم‌هاي کوانتومي ارتباطي، بين ادوات نانوالکترونيک مورد استفاده قرارگيرند، دانستن رفتار رسانش آنها در حضور تعداد محدودي ناخالصي يا نقص بسيار مهم است./انتهاي پيام/