مقاله در مور د نانو تکنولوژی
تعداد صفحه:10
فرمت پی دی اف
بخشی از مقاله:نانوتکنولوژی تولید کارآمد مواد و دستگاهها و سیستمها با کنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر،و بهره برداری از خواص و پدیده های نو ظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافته اند.....
نوع فایل: word
قابل ویرایش 82 صفحه
چکیده:
پس از کشف نانولوله های کربنی توسط ایجیما و همکارانش بررسی های بسیار زیادی بر روی این ساختارها در سایر علوم انجام شده است. این ساختارها به دلیل خواص منحصر به فرد مکانیکی و الکتریکی که از خود نشان داده اند جایگزین مناسبی برای سیلیکون و ترکیبات آن در قطعات الکترونیکی خواهند شد. در اینجا به بررسی خواص الکتریکی نانولوله های کربنی زیگزاگ که به عنوان یک کانال بین چشمه و دررو قرار داده شده پرداختیم و نحوه ی توزیع جریان در ترانزیستور های اثر میدانی را در شرایط دمایی و میدان های مختلف بررسی کرده ایم. از آنجایی که سرعت خاموش و روشن شدن ترانزیستور برای ما در قطعات الکترونیکی و پردازنده های کامپوتری از اهمیت ویژه ای برخوردار است، انتخاب نانولوله ای که تحرک پذیری بالایی داشته باشد بسیار مهم است. نتایج بررسی ها نشان می دهد تحرک پذیری الکترون در نانولوله های کربنی متفاوت به ازای میدان های مختلفی که در طول نانولوله ها اعمال شود، مقدار بیشینه ای را خواهد گرفت. بنا بر این در طراحی ترانزیستورها با توجه به مشخصه های هندسی ترانزیستور و اختلاف پتانسیلی که بین چشمه و دررو آن اعمال می شود باید نانولوله ای را انتخاب کرد که تحرک پذیری مناسبی داشته باشد.
مقدمه:
با گذر زمان و پیشرفت علم و تکنولوژی نیاز بشر به کسب اطلاعات و سرعت پردازش و ذخیره سازی آنها به صورت فزاینده ای بالا رفته است. گوردن مور معاون ارشد شرکت اینتل در سال 1965 نظریه ای ارائه داد مبنی بر اینکه در هر 18 ماه تعداد ترانزیستورهایی که در هر تراشه به کار می رود دو برابر شده و اندازه آن نیز نصف می شود [1]. این کوچک شدگی نگرانی هایی را به وجود آورده است. بر اساس این نظریه در سال 2010 باید ترانزیستورهایی وجود داشته باشد که ضخامت اکسید درگاه که یکی از اجزای اصلی ترانزیستور است به کمتر از یک نانومتر برسد. بنا بر این باید بررسی کرد، اکسید سیلیسیم به عنوان اکسید درگاه در ضخامت تنها کمتر از یک نانومتر انتظارات ما را در صنایع الکترونیک برآورده می کند یا نه. در راستای همین تحقیقات گروه دیگری از دانشمندان به بررسی نیترید سیلیکون به عنوان نامزد جدیدی برای اکسید درگاه پرداختند و نشان دادند که این ماده می تواند جایگزین مناسبی برای اکسید سیلیکون باشد [2]. جهت تولید ترانزیستورهای نسل امروز احتیاج به دانشی داریم که بتوانیم در ابعاد نانو تولیدات صنعتی از تراشه ها را داشته باشیم. بنا بر این توجه جوامع علمی و اقتصادی جهان بر این شاخه از علم که به فن آوری نانو معروف است، جلب شده است. در این بین نانولوله های کربنی به دلیل خواص منحصر به فرد الکتریکی و مکانیکی که از خود نشان داده اند توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده اند [3و4].
در راستای این تحقیقات ما به بررسی خواص الکتریکی نانولوله های کربنی پرداخته ایم. بسیاری از دانشمندان بر این باور هستند که نانولوله های کربنی به دلیل قابلیت رسانش ویژه یک بعدی جای مواد سیلیکونی در تراشه های نسل آینده را خواهند گرفت [5و6].
فهرست مطالب:
مقدمه
فصل اول
مقدمهای بر کربن و اشکال مختلف آن در طبیعت و کاربرهای آن
مقدمه
گونه های مختلف کربن در طبیعت
1-2-1 کربن بیشکل
1-2-2 الماس
1-2-3 گرافیت
1-2-4 فلورن و نانو لولههای کربنی
ترانزیستورهای اثر میدانی فلز- اکسید - نیمرسانا و ترانزیستور های اثرمیدانی نانولوله ی کربنی
فصل 2
بررسی ساختار هندسی و الکتریکی گرافیت و نانولولههای کربنی
مقدمه
ساختار الکترونی کربن
2-2-1 اربیتال p2 کربن
2-2-2 روش وردشی
2-2-3 هیبریداسون اربیتالهای کربن
ساختار هندسی گرافیت و نانولولهی کربنی
2-3-1 ساختار هندسی گرافیت19
2-3-2 ساختار هندسی نانولوله های کربنی
یاختهی واحد گرافیت و نانولوله ی کربنی
2-4-1 یاختهی واحد صفحه ی گرافیت
2-4-2 یاخته واحد نانولوله ی کربنی
محاسبه ساختار نواری گرافیت و نانولولهی کربنی
2-5-1 مولکولهای محدود
2-5-2 ترازهای انرژی گرافیت
2-5-3 ترازهای انرژی نانولولهی کربنی
2-5-4 چگالی حالات در نانولولهی کربنی
نمودار پاشندگی فونونها در صفحهی گرافیت و نانولولههای کربنی
2-6-1 مدل ثابت نیرو و رابطهی پاشندگی فونونی برای صفحهی گرافیت
2-6-2 رابطهی پاشندگی فونونی برای نانولولههای کربنی
فصل 3
پراکندگی الکترون فونون
3-1 مقدمه
3-2 تابع توزیع الکترون
3-3 محاسبه نرخ پراکندگی کل
3-4 شبیه سازی پراکندگی الکترون – فونون
3-6 ضرورت تعریف روال واگرد
فصل 4
بحث و نتیجه گیری
4-1 مقدمه
4-2 نرخ پراکندگی
4-3 تابع توزیع در شرایط مختلف فیزیکی
4-4 بررسی سرعت میانگین الکترونها، جریان، مقاومت و تحرک پذیری الکترون
4-4-1 بررسی توزیع سرعت در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا
4-4-2 بررسی جریان الکتریکی در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا
4-4-3 بررسی مقاومت نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا
4-4-3 بررسی تحرک پذیری الکترون در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا
نتیجه گیری
پیشنهادات
ضمیمهی (الف) توضیح روال واگرد.
منابع
چکیده انگلیسی
فهرست شکل ها:
شکل1-1. گونه های مختلف کربن
شکل 1-2. ترانزیستور اثر میدانی
شکل 1-3. ترانزیستور نانولوله ی کربنی
شکل 2-1. اربیتال
شکل 2-2. هیبرید
شکل 2-3. ساختار
شکل 2-4. شبکه گرافیت
شکل 2-5. یاخته ی واحد گرافیت
شکل2-6. یاخته ی واحدنانولوله ی کربنی
شکل 2-7. گونه های متفاوت نانولوله های کربنی
شکل 2- 8. تبهگنی خطوط مجاز در نانولوله ی کربنی
شکل 2-9. مؤلفه های ماتریس ثابت نیرو
فهرست نمودارها:
نمودار 2-1. نوار انرژی الکترونی گرافیت
نمودار 2-2. نوار انرژی الکترونی نانولوله ی کربنی
نمودار 2-3. چگالی حالات در نانولوله ی کربنی
نمودار 2-4. نوار سه بعدی انرژی فونونی گرافیت
نمودار 2-5. نوار انرژی فونونی در راستای خطوط متقارن منطقه اول بریلوئن
نمودار 2-6. نوار انرژی فونونی نانولوله ی کربنی
نمودار 3-1. سطح فرمی در نانولوه های کربنی
نمودار 3-2. منطقه ی تکرار شونده در نانولوله های کربنی
نمودار 3-3. نقاط متقارن در مسئله پراکندگی
نمودار 4-1. نرخ پراکندگی در دو نانولوله ی زیگزاگ و
نمودار 4-2. وابستگی دمایی نرخ پراکندگی
نمودار4-3. تابع توزیع در میدان ضعیف و قوی نانولوله ی
نمودار4-4. تابع توزیع در میدان ضعیف و قوی نانولوله ی
نمودار 4-5. وابستگی سرعت میانگین الکترون به دما در نانولوله ی کربنی
نمودار 4-6. توزیع سرعت در نانولوله های زیگزاگ
نمودار 4-7. نمودار جریان – ولتاژ در مورد نانولوله های زیگزاگ
نمودار 4-8. مقاومت نانولوله های مختلف
فهرست پیوست ها
پیوست الف: توضیح روال واگرد
چکیده انگلیسی
منابع ومأخذ:
[1] G. Moore, Electronics, 38, (1965), 114.
[2] A. Bahari, P. Morgen, Surface Science, 602, (2008), 2315.
[3] Y.X. Liang, T.H. Wang, Physica E, 23, (2004), 232.
[4] Christian Klinke, Ali Afzali, Chemical Physics Letters, 430, (2006), 75.
[5] Jing Guo, Mark Lundstrom, and Supriyo Datta, Applied Physics Letters, 80, (2002),3192.
[6] Ph. Avouris, R. Martel, V. Derycke, J. Appenzeller, Physica B, 323, (2002), 6.
[7] H. Raffi-Tabar, Physics Reports, 390, (2004), 235.
[8] Jianwei Che, Tahir¸ Cagin and William A Goddard, Nanotechnology, 10, (1999), 263.
[9] Qingzhong Zhao, Marco Buongiorno Nardelli and J.Bernholc, Physical Review B
, 65, (2002) 144105.
[10] Paul L. McEuen, Michael S. Fuhrer and Hongkun Park, IEEE Transactions on Nanotechnology, 1, (2002), 78.
[11] S. Iijima and T. Ichihashi, Nature, 363, (1993), 603.
[12] K.B.K. Teo., IEE Proc.-Circuits Devices Syst. 151, (2004), 443.
[13] Rodney S.Ruoff, DongQian, WingKam Liu, C.R.Physique, 4, (2003), 993.
[14] Cheung, C. L., Kurtz, A., Park, H. and Lieber, CMJ Phys. Chem B, 106, (2002), 2429.
[15] Y. Kobayashi, H. Nakashima, D. Takagi and Y. Homma, Thin Solid Films, 464, (2004), 286
[16] Anazawa, Kazunori, Shimotani, Kei, Manabe, Chikara, Watanabe, Hiroyuki and Shimizu, Masaaki, Applied Physics Letters, 81, (2002), 739.
[17] Lee Seung Jong, Baik Hong Koo, Yoo Jae eun and Han Jong hoon, Diamond and Related Materials, 11, (2002), 914.
[18] T. Guo, P. Nikolaev, A. Thess, D. T. Colbert, and R. E. Smalley, Chemical Physics Letters, 243, (1995), 49.
[19] E. Yoo, L. Gao, T. Komatsu, N. Yagai, K. Arai, T. Yamazaki, K. Matsuishi, T.Matsumoto, and J. Nakamura, J. Phys. Chem. B, 108, (2004), 18903.
[20] Bae-HorngChen , Jeng-Hua Wei , Po-Yuan Lo , Hung-Hsiang Wang , Ming-Jinn Lai , Ming-JinnTsai, Tien Sheng Chao , Horng-Chih Lin and Tiao-Yuan Huang, Solid-State Electronics, 50, (2006), 1341.
[21] Ji-YongPark, Nanotechnology, 18, (2007), 095202.
[22] Madhu Menon, Physical Review Letters, 79, (1997), 4453.
[23] R.Satio, M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, Physical Properties Of Carbon Nanotubes, Imperial College Press, ISBN 1-86094-093-5, (1998).
[24] Jens Peder Dahl, Introduction to the Quantum World of Atoms and Molecules, World Scientific Publishing Company, ISBN: 9810245653, (2001).
[25] Leonard L. Schiff, Quantum Mechanics 1st Edition, McGraw – Hill Book Company, ISBN: 0070552878, (1948).
[26] Charles Kittle, Introduction to solid state physics 7th edition, John Wiley and Sons, ISBN: 0-471-11181-3, (1996).
[27] Neil W. Ashcroft, N. David Mermin, Solid State Physics, Saunders College Publishing, ISBN: 0-03-083993-9, (1976).
[28] J. J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics, Addision – Wesley Publishing, ISBN: 0-201-53929-2, (1994).
[29] R. A. Jishi, L. Venkataraman, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, Chemical Physics Letters, 209, (1993), 77.
[30] YXiao ,XHYan ,JXCao and JWDing, J.Phys. Condense Matter, 15, (2003), 341.
[31] A. S. Davydov, Quantum Mechanics, Pergamon Pr, ISBN: 0080204376, (1976).
[32] G. Pennington and N. Goldsman, Physical Review B, 68, (2003), 45426.
[33] G. Pennington and N. Goldsman, IEICE Transactions on Electronics, 86, 372 (2003).
[34] S. Saito and A. Zettle, Carbon Nanotubes Quantum Cylinders of Graphene, Elsevier, ISBN: 978-0-444-53276-3, (2008).
[35] Xinjian Zhou, Carbon Nanotube Transistors, Sensors, and Beyond, In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy, Cornell University, (2008).
[36] Ali Javey, Hydoungsub Kim, Markus Brink, Qian Wang, Ant Ural, Jing Guo, Paul Mcintyre, Paul Mceuen, Mark Lundstrom and Hongjie Dai, Nature materials, 1, (2002), 241.
[37] J. M. Zeeman, Electrons and Phonons, The International Series Of Monographs On Physics, ISBN:0-19-580779-8, (1960).
[38] JingGuo, MarkLundstrom, Applied Physics Letters, 86, (2005), 193103.
[39] Anisur Rahman, Jing Guo, Supriyo Datta and Mark S. Lundstrom, IEEE Transactions on Electron Devices, 50, (2003), 1853.
[40] D.V. Pozdnyakov, V.O. Galenchik, F.F. Komarov, V.M. Borzdov, Physica E, 33 (2006) 336.
[41] R. Mickevicius, V. Mitin and U. K. Harithsa, J. Applied Physics, 75, (1994), 973.
[42] Yung-Fu Chen and M. S. Fuhrer, Physical Review Letters, 95, (2005), 236803
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 7
کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان
خلاصه
مواد نانو (Nanoparticular) به موادی گفته می شود که حداقل یکی از ابعاد آن (طول , عرض , ضخامت ) زیر 100nm باشد . مواد نانو ساختار با توجه به رفتارهای بارزی که از خود نشان داده اند مورد توجه بخش صنعت و دانشگاه در دهه های اخیر قرار گرفته اند . در این میان صنعت ساختمان با توجه به نیازهای خود چه از نظر استحکام , مقاومت و دوام و نیز کارایی بالا از استفاده کنندگان مهم مواد نانو ساختار (Nanostructure Materials ) به شمار می رود .
. مقدمه : مواد نانو به عنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن (طول ، عرض ، ضخامت ) زیر 100nm باشد تعریف شده اند ، یک نانومتر یک هزارم میکرون یا حدود 100000 برابر کوچکتر از موی انسان است . به طور کلی ،در یک تقسیم بندی عمومی ، محصولات نانو مواد را می توان به صورت های زیر بیان کرد : · فیلمهای نانو لایه ( Nano Layer Thin Films ) برای کاربردهای عمدتاً الکترونیکی · نانو پوششهای حفاظتی (Nano Coating ) برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی ، حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی · نانو ذرات به عنوان پیش سازنده (Precursor) یا اصلاح ساز (Modifier) پدیده های شیمیایی و فیزیکی · نانو لوله ها (Nanotubes) منظور از یک ماده نانو ساختار یا واضح تر یک بدنه نانو ساختار ( Nanostructured Solid ) جامدی است که در آن انتظام اتمی ، اندازه کریستالهای تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در سراسر بدنه در مقیاس چند نانو متری گسترده شده باشد . خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نانو (در شکل و فرمهای متعددی که وجود دارند از جمله ذرات ، الیاف ، گلوله و . . . ) در مقایسه با مواد میکروسکوپی تفاوت اساسی دارند . تغییرات اصولی که وجود دارد نه تنها از نظر کوچکی اندازه بلکه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می باشد . هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو ، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد ، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور از عملکرد چند منظوره ، ظهور خواصی جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد به گونه ای که مصالح بتوانند کاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند . در مطالب بعدی که خواهد آمد مواد نانو ساختاری معرفی خواهند شد که با توجه به نوظهور بودن چنین موادی می توانند تحولی شگرف در صنعت ساختمان سازی و صنایع وابسته به آن ایجاد کنند . 2. مواد نانو کمپوزیت : مواد نانو کمپوزیت بر پایه پلیمر (ماتریس پلیمری ) اولین بار در سالهای 70 معرفی شده اندکه از تکنولوژی سول- ژل(Sol-Gel) جهت انتشار (Disperse) دادن ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است . هرچند تحقیقات انجام شده در دو دهه گذشته برای توسعه تجاری این مواد توسط شرکت تویوتا در ژاپن در اواخر سالهای 80 صورت گرفته است ، ولی رشته نانو کمپوزیت پلیمر هنوز در مرحله جنینی و در آغاز راه می باشد . در این شرایط نانو آلومینا ، بهترین ساختار نانوئی است که افق جدیدی را در صنعت سرامیک نوید می دهد . زیرا کاربرد این مواد پدیده ای است که از نظر مکانیکی ، الکتریکی و خواص حرارتی به طور مناسب دارای تعادل بوده و در رشته های مختلف کاربرد دارد . از جمله می توان به چند نمونه اشاره کرد : · تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که اخیراً به طور تجاری ، الیاف نانویی آلومینا ، انقلابی در رشته سرامیک بوجود آورده است . · ذرات نانویی غیر فلز مانند : نانو سیلیکا ، نانو زیرکونیا و مواد دیگر اصلاح کننده سرامیک ها می باشد .3. بتن با عملکرد بالا ([1]HPC) :یکی از چالشهایی که در رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است ، بتن با عملکرد بالا(HPC ) می باشد . این نوع بتن مقاوم از نوع مصالح کامپوزیت بوده و از نظر دوام جزو مصالح کامپوزیت و چند فازی مرکب و پیچیده می باشد . خواص ، رفتار و عملکرد بتن بستگی به نانو ساختار ماده زمینه بتن و سیمانی دارد که چسبندگی ، پیوستگی و یکپارچگی را بوجود می آورد . بنابراین ، مطالعات بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو برای توسعه مصالح ساختمانی جدید و کاربرد آنها بسیار حائز اهمیت می باشد . روش معمولی برای توسعه بتن با عملکرد بالا اغلب شامل پارامترهای مختلفی از جمله طرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف می باشد . در مورد بتن به طور خاص ، علاوه بر عملکرد با دوام و خواص مکانیکی بهتر ، بتن با عملکرد بالای چند منظوره (MHPC) خواص اضافه دیگری را دارا می باشد ، از جمله می توان به خاصیت الکترو مغناطیسی ، و قابلیت به کار گیری در سازه های اتمی (محافظت از تشعشعات ) و افزایش موثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمانها و ... را نام برد .4. نانو سیلیس آمورف : در صنعت بتن ، سیلیس یکی از معروفترین موادی است که نقش مهمی در چسبندگی و پر کنندگی بتن با عملکرد بالا (HPC) ایفا می کند . محصول معمولی همان سلیکیافیوم یا میکرو سیلیکا می باشد که دارای قطری در حدود 1/0 تا 1 میلی متر می باشد و دارای اکسید سیلیس حدود 90% می باشد . می توان گفت که میکرو سیلیکا محصولی است که در محدوده بالای اشل اندازه نانو متر جهت افزایش عملکرد کامپوزیت مواد سیمانی به کار برده می شود . محصول نانو سیلیس متشکل از ذراتی هستند که دارای شکل گلوله ای بوده و با قطر کمتر از 100nm یا بصورت ذرات خشک پودر یا بصورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می
توسعه تحقیقات و فناوری در سطوح اتمی، مولکولی و ماکرومولکولی با طول تقریبی از 1 تا100 نانومتر، به منظور فراهم آوردن شناخت اصولی از پدیده ها و مواد در مقیاس نانو و با هدف ایجاد و استفاد ه از ساختارها، قطعات و سیستم هایی که به خاطر اندازه کوچک و یا متوسط خود دارای خواص و عملکردهای جدیدی هستند.
برای دانلود کل پاورپوینت از لینک زیر استفاده کنید:
تاثیرات شگرف فناوری نانو در صنعت نفت باعث شد تمامی این مطالب با دقت زیادی جمع اوری شده تا خدمت دانشجویان عزیز ارائه گردد.