مشخصات این فایل
عنوان: کاربرد نانو فناوری در صنایع الکترونیک
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 29
این مقاله درمورد کاربرد نانو فناوری در صنایع الکترونیک می باشد.
بخشی از تیترها به همراه مختصری از توضیحات هر تیتر از مقاله کاربرد نانو فناوری در صنایع الکترونیک
ساختار نواری نانوذرّات
در گذار از فاز حجیم به فاز نانو، نوارهای انرژی مواد دچار تغییر میشود. برای درک بهتر و نیز شناسائی منشأ این تغییر، گذار عنصر سدیم از فاز اتمی به فاز حجیم به طور کیفی مورد بررسی قرار میگیرد[32].
ترازهای انرژی اتم سدیم که دارای پیکربندی میباشد، در طرحواره شکل 1-3 "الف" نشان داده شده است. هنگامی که اتمها از یکدیگر دور هستند، الکترونها، پتانسیل کولنی دیگری را احساس نمیکنند. از طرفی ترازهای انرژی در هر تک اتم، بر اساس اصل طرد پائولی، تبهگنی دو گانه دارند. به این معنا که هر الکترون دارای یک همتا با ساختار انرژی دقیقاً یکسان است. وقتی دو اتم به یکدیگر نزدیک شوند این تبهگنی به خاطر اندرکنش متقابل میانشان از بین میرود و هر کدام از ترازها به یک دوتائی تبدیل میگردند(شکل1-3 "ب").
شکسته شدن تبهگنیها، با در کنار یکدیگر گرفتن اتمهای بیشتر، ادامه مییابد و در نهایت هنگامی که تعداد اتمها به مقدار N بسیار بزرگ میرسد() این ترازهای شکسته شدۀ بسیار زیاد، یک نوار انرژی را تشکیل میدهند(شکل1-٣ "ج") دراین صورت ساختار نواری پیوسته .....(ادامه دارد)
ذرّه در جعبه کوانتومی
افزایش گاف انرژی با کاهش اندازه نانوذرّات، به عنوان اثر اندازه کوانتومی شناخته میشود. مطالعه خواص نوری نانوذرّات CdS، بروز اثر اندازه کوانتومی را در آنها را نشان داده است[38-37]. یکی از دلایل توجّه فراوان به نانوذرّات CdS به خاطر نمایش خوب اثر اندازه کوانتومی در زیر شعاع بوهر اکسیتون در آنها است. اثر اندازه کوانتومی برای نانوذرّات CdS وقتی که اندازهشان به 5 نانومتر برسد ظهور میکند[40-39].
میتوان اثر اندازه کوانتومی را بوسیله در نظر گرفتن مسئلۀ ذرّه در جعبه، به طور کیفی توجیه نمود. برخی از محققین به این وسیله و با صرف نظر کردن از بر همکنش الکترون و حفره در نانوذرّات، درک اثر اندازه کوانتومی و تغییر وضعیت ترازهای انرژی در گذار از فاز حجیم به نانو را آسان کردهاند. آنها با این ساده سازی که یک نانوذرّه به صورت یک چاه کوانتومی بینهایت یک بعدی به پهنای d است، حاملهای بار در آن را به صورت آزاد در نظر گرفتهاند[41].
هنگامی که الکترون و حفره در بلور حجیم به صورت آزاد در نظر گرفته شوند(تقریب جرم مؤثر) نمودار انرژی آنها به صورت سهموی است. با حبس شدن حاملها در یک جعبۀ کوانتومی، ترازهای پیوستۀ انرژی دچار گسستگی میشوند. این وضعیت در شکل1-5 نشان داده شده است. از طرفی طیف جذب نوری یک نیمرسانا(که از آن طول موج معادل گاف نواری به دست میآید) با طیف ذرۀ منفرد متناظر نمیباشد چرا که جذب نوری معادل تولید یک زوج الکترون- حفره در بلور و .....(ادامه دارد)
روشهای تولید نانوذرّات
در سالهای اخیر تحقیقات گستردهای درباره روشهای مختلف تولید نانوبلورها گزارش شده است. سهم زیادی از این تحقیقات به تکنیکهائی که همزمان، کنترل اندازه و داشتن توزیع اندازه باریک ذرّات را مد نظر دارد اختصاص داشته است[55-53].
به طور کلی میتوان روشهای تولید نانوذرّات را به دو دسته روشهای فاز گازی و فاز جامد تقسیمبندی کرد[35]. در روشهای فاز گازی، ذرّات در حالت گازی تولید و مورد مطالعه قرار میگیرند. این روشها برای تولید تعداد کمی از انواع نانوذرّات به کار میرود. روشهای فاز جامد بر اساس فرایندهای دخیل در تولید ذرّات به دو دسته روشهای فیزیکی و شیمیائی تقسیم بندی میگردد. در شکل1-8 تابلو روشهای گوناگون تولید نانوذرّات رسم شده است[35]. در ادامه، ضمن معرفی دستهبندی روشهای تولید، چند روش شیمیائی نیز به اختصار معرفی میشود. آزمایشها نشان میدهند که خواصی مانند خواص ساختاری، نوری و... به روشی که ذرّات بوسیله آن تولید میگردند وابستهاند. گاهی نانوذرّات بوسیله فرآیندهای زیستی همانند فعالیت ویروسها هم ایجاد میشوند .....(ادامه دارد)
اصول این روش
ذرّات ریزی که در یک محیط به صورت یکنواخت توزیع شدهاند را کلوئید[1] گویند. این ذرّات ریز، سوسپانسیون را شکل میدهند. در سوسپانسیون و در فواصل کوچک درون ذرّهای، دو ذرّه همدیگر را با نیروئی متناسب با جذب میکنند و رشد ذرّات را باعث میگردند.
در کلوئیدی که حاوی یونهای کادمیوم و سولفید است، یونها با اتصال به یکدیگر ذرّات سولفید کادمیوم را تشکیل میدهند. این ذرّات بر اساس آنچه که در 1-8 گفته شد، میل زیادی برای اتصال به یکدیگر و تشکیل CdS تودهای دارند. برای آزمایشی که در آن، هدف، تولید نانوذرّات CdS است باید از ادامه رشد ذرّات جلوگیری شود. این رشد میتواند به کمک یک عامل مهارکننده پایان یابد. این عامل با پیوند(این پیوند عموماً یک پیوند الکتروستاتیکی است) به سطح خوشهها، از رشد آنها جلوگیری میکند[2]. در حقیقت مهارکننده در مراحل اوّلیه رشد ذرّه، با ایجاد پوشش، از دسترسی بیشتر ذرّات به یکدیگر ممانعت به عمل میآورد. در نبود عامل مهارکننده، ذرّات جامدِ کلوئید، همدیگر را جذب کرده و مجتمع میشوند. شکل1-12 نمائی از این اتفاقات را نشان داده است.
انواع مهارکنندهها بر کیفیت تشکیل نانوذرّات تأثیر دارند. از مزیّتهای این روش، امکان کنترل اندازه ذرّات از طریق تغییر در پارامترهای تولید میباشد. نانوذرّات در نهایت به صورت کلوئیدی و یا پودری مورد استفاده قرار میگیرند. نانو ذرّات تبدیل شده به صورت پودر این قابلیت را
مهارکننده اگرچه تا حد بسیار کمی خواص نوری نانوذرّات، نظیر طیف گسیل آنها را تحت تاثیر قرار می دهد اما از به هم چسبیدن آنها جلوگیری میکند[80]. .....(ادامه دارد)
روش فوتوشیمیائی
برخی از گزارشها از استفاده از روشهای تلفیقی برای تولید نانو ذرّات CdS حکایت دارد. در روش فوتوشیمیائی که توسط مازیار مرندی و همکارانش در دانشگاه صنعتی شریف انجام شده[79] نور فرابنفش((UV و عامل مهارکننده TG با فرمول شیمیائی به طور همزمان به عنوان دو پارامتر برای کنترل اندازه ذرّات به کار رفته است. و مواد اوّلیه واکنش هستند.
در این روش، واکنشهای دخیل در تولید نانوذرّات هنگامی انجام میشوند که نور UV به محیط بتابد. قبل از انجام واکنش، محیط را کمی اسیدی میکنند زیرا در چنین محیطی، محلول حساسیت بیشتری به نور UV از خود نشان میدهد. یون حساس به نور UV میباشد که یونهای سولفید مورد نیاز در فرایند تولید نانوذرّات CdS را تأمین میکند. محلول حاوی ، و TG (که با آب مقطر رقیق شدهاند) را در یک محیط تاریک قرار میدهند و نور UV را به آن میتابانند. غلظت صد برابر غلظت و غلظت مهارکننده در هر آزمایش، متغیر .....(ادامه دارد)
فهرست مطالب مقاله کاربرد نانو فناوری در صنایع الکترونیک
مقدمه:
نانو فنّاوری
نانوذرّات
خواص تابع اندازه نانوذرّات
آلائیدن نانوذرّات
ساختار نواری نانوذرّات
اکسیتون در نانوذرّات
شعاع نانو ذرّات
ذرّه در جعبه کوانتومی
نسبت سطح به حجم در نانوذرّات
چگالی حالتها در نانوذرّات
دسته بندی نانوذرّات
تولید نانوذرّات
تاریخچه تولید نانوذرّات نیم¬رسانا
روشهای تولید نانوذرّات
روشهای فیزیکی
روشهای شیمیائی
برخی از روشهای شیمیائی تولید نانوذرّات CdS
روش میکرو امولسیون( مایسل معکوس )
سورفکتانت ، مایسل معکوس و نرمال
مرحلۀ تولید نانوذرّات CdS
استفاده از نانولوله¬های کربنی چند جداره
روش مهار کردن
اصول این روش
مهارکننده نشاسته
روش فوتوشیمیائی
دانلود مقاله کاربرد نانو فناوری در صنایع الکترونیک
