رسانندگی الکتریکی نانو نوارهای گرافینی آرمچیر
چکیده
از آنجا که ساختارهای کربنی اغلب دارای خواص اعجاب انگیزی هستند، همیشه بررسی رفتارهای الکترونیکی آنها دارای اهمیت بوده است. یکی از این ساختارهای کربنی، نانونوارهای کربنی آرمچیر هستند که در این پایان نامه به بررسی آنها می پردازیم. نانونوارها را میتوان بصورت برشی از یک لایه گرافین فرض کرد که دارای یک عرض مشخص است اما از دوطرف تا بینهایت ادامه دارد. ما در این پایان نامه، 7 نوار مختلف با عرضهای متفاوت را در نظر گرفته ایم که دارای عرضهای 2 و 4 و 5 و 7 و 8و10و 11 می باشند. بطور کلی یک سوم از نانونوارهای آرمچیر دارای خاصیت رسانندگی هستند و مابقی آنها نیمه رسانا می باشند [ 3 ]، بطوریکه نوارهایی با عرض 3l+2 دارای خاصیت رسانندگی می باشند. با استفاده از روابط مربوط به چگالی حالات و نیز رسانندگی، این مسأله بررسی می شود و به نتیجه مورد نظر می انجامد. ما ابتدا ساختار کربنی، الکترونهای ظرفیت و هیبریداسیون آنها را ( sp,sp2,sp3 ) تشریح می کنیم و سپس به تشریح گرافین و تاریخچه آن و نیز ساختار باند آن می پردازیم. در قسمت بعدی نانونوارهای آرمچیر و زیگزاگ و نحوه ایجاد آنها را خواهیم گفت. در یک فصل مدل تنگ بست و فرمول بندی ریاضی آنرا نمایش میدهیم و پس از آنکه درباره سیستمهای بس ذره ای صحبت کردیم، تابع گرین را بکارمی بریم و معادله حرکت را برای الکترونهای سیستم بدست می آوریم. از آنجا که در یک نانو نوار، اتمهای موجود در لبه های آن فقط دارای دو پیوند سطحی می باشد، یکی از بازوهای پیوند آن آزاد باقی می ماند، فرض می کنیم که در تولید نانونوار آرمچیر، یک اتم هیدروژن بر روی این اتمهای لبه ای قرار می گیرد و سپس همه محاسبات و نمودارها را مجددا بررسی می کنیم. نتیجه جالب آنست که در اینجا برخلاف نوارهای بدون هیدروژن، خاصیت رسانندگی تبدیل به نیمه رسانندگی می شود و در نتیجه هیچکدام از نوارهای با عرضهای متفاوت رسانا باقی نمی مانند.