محقق ایرانی با همکاری محققان کشور روسیه و آلمان، جهت تعیین مشخصات گرافن ناخالص شده مدلی ریاضی ارائه داده است که به کمک نتایج آن می‌توان خواص الکترونیکی گرافن ناخالص شده را پیش‌بینی و تعیین کرد.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، یافتن راه‌های مناسب جهت کنترل و تنظیم خواص گرافن تلاش‌های پژوهشی زیادی را به خود اختصاص داده است. از بین روش‌های پیشنهادی برای اصلاح ساختار الکترونیکی آن می‌توان به ایجاد محدودیت هندسی، برهم‌کنش با زیرلایه، نشاندن اتم‌ها و مولکول‌ها، ناهموارسازی و یا اعمال میدان خارجی اشاره کرد. یکی از فرایندهای امیدبخش در این زمینه، ایجاد نقص یا جادادن ناخالصی (دوپ کردن) با استفاده از اتم‌های مهمان است. تحقیقات نشان داده است که گرافن پس از ایجاد این تغییرات می‌تواند ماده‌ی مناسبی برای کاربرد در باتری‌ها، ابرخازن‌ها، سلول‌های سوختی و نظیر آن‌ها باشد.

اخیراً گروهی از پژوهشگران کشور روسیه و آلمان به سرپرستی دیمیتری اساچف از دانشگاه ایالتی سنت پترزبورگ، راهکاری جهت ساخت گرافن حاوی ناخالصی نیتروژن، از مولکول‌های تریازین پیشنهاد داده‌اند و فرایندی جهت کنترل و تبدیل ساختار نقص بعد از ایجاد پیوندهای اتم نیتروژن ورودی پیدا کرده‌اند.

این محققان در ادامه جهت فهم خواص بنیادی گرافن نیتروژن‌دار شده و معرفی طرز کار شیمیایی با نقص‌های نقطه‌ای، کار جدیدی را انجام داده‌اند. در این طرح پس از مشخصه‌یابی گرافن ناخالص شده، از آزمون‌هایی نظیر XPS و ARPES استفاده شده است. در ادامه یک مدل‌سازی ریاضی در خصوص بیان این تغییرات و توضیح نظری سازوکار این فرایند ارائه شده است.

دکتر مانی فرجام همدانی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی و همکارانش بخش مدل‌سازی و انجام محاسبات DFT این پژوهش را عهده‌دار بوده‌اند.

به گفته‌ی این محقق از اهداف این طرح درک عمیق‌تر انتقال بار بین نیتروژن و گرافن (دوپ کردن) بوده است. به کمک این محاسبات جزئیات این فرایند و بستگی آن به نوع ساختار نقص‌ها و تعداد آن‌ها مشخص می‌شود. این نتایج برای طراحی و ساخت قطعات الکترونیکی نسل آینده که مبتنی بر گرافن هستند، حائز اهمیت است.

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر مانی فرجام همدانی و همکارانش است، در مجله‌ی Nano Letters منتشر شده است.

انتهای پیام