بخشی از مقاله
چکیده
گرافین یکی از ساختارهای دو بعدی کربن است که اتم های آن به صورت شش ضلعی قرار گرفته اند. از آنجا که شکل ساختاری نوار گرافین تعیین کننده خواص فیزیکی آن است، هرگونه تغییر در فاصله اتمی ساختار تاثیر زیادی در مقدار افِگ نوار انرژی آن دارد. واضح است با استفاده از این مکانیزم می توان فشار سنج با دقت بسیار بالا ساخت همچنین این مکانیزم به عنوان سنسورهای پزشکی می تواند کاربرد داشته باشد.
تحلیل هایی که ما بر روی دو دستوارگی - chirality - نوار گرافین انجام داده ایم نشان می دهد که هدایت الکتریکی و همچنین نوارهای انرژی Ec و Ev به شدت با تغییر فاصله اتمی پیوند کربن - کربن و همچنین عرض نوار تغییر می کند. این فاصله که در حالت پایدار خود 1/42086 آنگستروم می باشد، می تواند تا حدود30درصد بیشتر شود. آزمایش های عملی که در این رابطه انجام شده است نشان می دهد که افزایش فاصله بیش از این میزان باعث گسستگی غیر قابل بازگشت در نوار گرافین می شود.
-1 مقدمه
گرافیت یکی دیگر از دگرشکلی1 کربن است که ساختار لایه-لایه داشته و از قرار گرفتن 6 اتم کربن به صورت شش ضلعی منظم پدید آمده است. هر اتم چهارظرفیتی کربن گرافیت از طریق پیوندهای کووالانسی به سه اتم کربن دیگر متصل شده اند و نمی توانند با کربنی خارج از این لایه پیوند کوالانسی تشکیل دهند بنابراین یک لایه گرافیت از طریق پیوند واندروالسی به لایههای دیگر متصل است شکل - . - 1 پیوند واندروالسی، پیوند ضعیفی به شمار می رود به همین دلیل لایههای گرافیت به راحتی بر روی هم می لغزند و خواص الکتریکی منحصر به فردی به آن می دهند.
گرافین مادهای است که در آن تنها یکی از این لایههای گرافیت وجود دارد و به عبارتی مهارمینالکترونِ پیوندی کربن، به عنوان الکترون آزاد باقی مانده است . - Geim A. K., 2007NatMa - نخستین بار در سال 1947 فیلیپ والاس2 مقاله ای در رابطه با گرافین نوشت - Wallace, - 1947 - - و پس از آن زمان تلاشهای زیادی برای ساخت آن صورت گرفت اما در سال 2004، آندره گایم3 و کنستانتین نووسلف4، از دانشگاه منچستر موفق به ساخت گرافین یک لایه شدند و جایزه نوبل فیزیک 2010 نیز به خاطر ساخت مادهای دوبعدی به این دو دانشمند تعلق گرفت.
گرافین به علت داشتن خواص فوق العاده در رسانائی الکتریکی و رسانائی گرمایی و تحرک پذیری حامل های بار، خواص الکتریکی، خواص اپتیکی - Nair, 2008 - و خواص مکانیکی - Geim A. K., 2007 - منحصر به فردی دارد. خصوصیات ساختار گرافین به طور گسترده ای با عرض نوار و همچنین تعداد لایه های آن ارتباط دارد. به عنوان مثال، گذردهی نوری برای گرافین تک لایه تقریبا برابر با 97 درصد - در طول موج 400 تا 1000 نانو متر - و مقاومت الکتریکی صفحهی آن 2/2.
