تفاوت میان نسخه‌های «گرافین»

۶٬۱۶۹ بایت اضافه‌شده ،  ۵ سال پیش
بدون خلاصه ویرایش
(←‏منابع: حذف منبع نامعتبر)
مشخص است که گرافن تنها به نانو مربوط نمی شود، همچنین نباید این دو واژه را طوری به کار برد که گویی مثابه هم می باشند. تا کنون گرافن به صورت دو بعدی با طول 100 متر و عرض 23 سانتیمتر توسط شرکت sony ساخته شده است. همچنین ورق های گرافن بااندازه ی کمتر از 20 نانومتر از لحاظ ترمودینامیکی ناپایدارند، چون حداقل پایداری گرافن هنگامی است که تعداد اتم ها بیشتر از 6000 اتم باشد. و 24000 اتم لازم است تا فلورن پایدار شود.این مبحث در دینامیک مولکولی سیستم ها بسیار مهم است، چون نتایج گرفته شده در کمتر از 20 نانو متر می تواند درست نباشد.
<ref>http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20120828/236214</ref>
== محدودیت های گرافن ==
ضخامت گرافن یک لایه اتم کربن است که دارای پتانسیل بالقوه ای برای جایگزینی با سیلیکون می باشد که پیشرفت جامعه ی آینده به آن مدیون خواهد بود. باوجود اینکه دارای مشخصات بالقوه ای همچون قدرت و وزن سبک و انعطاف پذیری و هدایت بالایی هستند اما محدودیت های این ماده به نوعی مانع استفاده آن ها در میکروپردازنده ها و وسایل الکترونیکی می باشد.
اینکه گرافن چگونه در دستگاه هایی در جهان واقعی به کار رود و دوم اینکه ورق های گرافن ماهیت شکننده ای دارند که این ناشی از اتصالات ضعیف آن ها می باشد. اگر هدایت حرارتی گرافن را به عنوان فاکتور مثبتی برای این ماده در نظر بگیریم، نباید از این نکته غافل شویم که هدایت حرارتی گرافن معلق بسیار بیشتر از گرافن بر روی بستر است، حال آنکه همین هدایت حرارتی باعث می شود که حرارت توزیع شده و یک نقطه ی داغ بوجود نیاید. و افسوس اینکه گرافن در جهان واقعی باید بر روی یک بستر قرار بگیرد ونه اینکه آزادانه و معلق در خلا باشد. یعنی وقتی وسیله ای ساخته می شود حتما باید بر روی بستر قرار گیرد اما این منجر به کاهش شدید هدایت حرارتی گرافن می شود. همچنین هدایت حرارتی با رشد تعداد لایه های گرافنی و رسیدن به 34 لایه افزایش می یابد (که ضخامت بسیار کمی است) اما پس از اینکه به حالتی به نام توده ی گرافیت می رسیم، هدایت حرارتی خوب نیست. تلاش های بسیاری صورت گرفته است تا راه های جدیدی کشف شود تا بتوان گرافن را در جهان ماکروسکوپیک به کار برد. اتصالات سه بعدی ساختار فوم گرافن و گرافیت فوق العاده نازک و یا استفاده از بورون نیترید هگزاگونال همه در این راستا کشف شدند. ژرمانن دیگر ماده ی سه بعدی است که برای استفاده در الکترونیک یا وسایل تبدیل انرژی حرارتی می تواند به کار رود.
به منظور درک فیزیک، نیاز به تئوری است یعنی اگر فقط آزمایش کنید شما روند را می بینید اما معنای نتایج را درک نمی کنید. بنابراین تئوری و آزمایش دو جزء جدایی ناپذیرند.
گرافن همچنین دارای محدودیت های دیگری در جهان واقعی می باشد، می دانیم پیوندهای بین اتم های کربن قوی ترین پیوند ها در طبیعت می باشد، پس ورق بدون نقصی از گرافن باید دارای این خاصیت باشد، اما در کاربردهای واقعی، گرافن این طور نیست. آزمایشی که بر روی تافنس شکست گرافن دارای نقص جزئی صورت گرفت مقدار استحکام آن به طور قابل ملاحظه ای از استحکام گرافن ذاتی پایین تر بود. لذا درست است که استحکام گرافن ذاتی بسیار بالاست، اما وقتی گرافن دارای نقص باشد، دیگر پیوندهای بین اتم های کربن، قوی ترین نمی باشد. می دانیم در ورق های بزرگتر، همیشه نقص ها افزایش می یابد پس گرافن در جهان ماکرو استحکام بسیار پایینی خواهد داشت. لذا تولید ورق گرافن با استانداردهای دقیق و بدون نقص بسیار اهمیت دارد.
ساختارهای دوبعدی دیگری همچون گرافن (ساختار لانه زنبوری SP2 ) وجود دارد که از آن جمله می توان به 1- سیلیسین 2- بروفن 3- فسفورن 4- استنن 5- ژرمانن 6- گرافین (محتوی SP+SP2 هیبریدیزه شده) اشاره کرد. اما این ساختار های دو بعدی همه به جز گرافین ناپایدارند یا پتنت ثبت شده برای آن ها بسیار کم است طوری که اعتمادی به این ساختارها وجود ندارد.
با توجه به اینکه از اولین ترانزیستورهای با گیت بالا چیزی نگذشته است. با توجه به این زمان کوتاه و اینکه همه ی جانشینان احتمالی با جریان اصلی در ترانزیستورهای معمولی با مشکلات جدی روبه رو هستند، لذا می شود به توسعه ی سریع گرافن کمک کرد. مفاهیم جدیدی که در این سال ها بررسی شده، همچون ترانزیستورهای اسپینی یا وسایل مولکولی، به نظر می رسد که به دور از واقعیت نسبت به گرافن باشد و معلوم نیست که به مرحله ی تولید برسند. در حال حاضر جایگزین ترانزیستورهای معمولی غیرممکن است. با این حال گستره ی تحقیقات ITRS به شدت به تحقیقات در زمینه ی گرافن توصیه می شود و حتی برنامه ی تحقیق و توسعه برای نانوالکترونیک بر پایه ی کربن شکل گرفته است. لذا راه برای اینکه گرافن به عنوان جایگزین قرار گیرد باز است.
<ref>http://www.hpcwire.com/2014/05/05/graphene-faces-real-world-limitations/</ref>
<ref>http://www.nature.com/nnano/journal/v5/n7/abs/nnano.2010.89.html/</ref>
== منابع ==
{{پانویس|۲}}
کاربر ناشناس