SlideShare a Scribd company logo
1 of 28
1
2
‫تاریخچه‬:
‫نخستین‬‫سال‬ ‫در‬ ‫بار‬۱۹۴۷‫واالس‬ ‫فیلیپ‬
‫نام‬ ‫به‬ ‫ای‬ ‫قضیه‬ ‫طبق‬‫مرمین‬ ‫قضیه‬-‫واگنر‬‫در‬‫آماری‬ ِ‫ک‬‫مکانی‬‫و‬
‫نظریه‬‫کوانتومی‬ ِ‫ی‬‫ها‬‫میدان‬:
‫دوبعدی‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫ساخت‬‫ممکن‬ ‫غیر‬‫ای‬ ‫ماده‬ ‫چنین‬ ‫و‬‫پایدار‬ ‫غیر‬‫است‬.
‫سال‬ ‫در‬۲۰۰۴،‫گایم‬ ‫آندره‬‫و‬‫نووسلف‬ ‫کنستانتین‬
‫گرافن‬(Graphene):‫از‬ ‫یکی‬ ِ‫م‬‫نا‬‫آلوتروپ‬‫کربن‬ ‫های‬‫است‬.
ِ‫ی‬‫ها‬‫اتم‬ِ‫ی‬‫چهارظرفیت‬‫سه‬ ‫با‬ ،‫کربن‬‫کوواالنسی‬ ِ‫د‬‫پیون‬‫ش‬ ‫متصل‬ ‫دیگر‬ ِ‫ن‬‫کرب‬ ِ‫م‬‫ات‬ ‫سه‬ ‫به‬‫یک‬ ‫و‬ ‫اند‬‫ده‬
‫اند‬‫داده‬ ‫تشکیل‬ ‫را‬ ‫گسترده‬ ‫شبکه‬.
‫ساختار‬:‫منفرد‬ ‫الیه‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫دوبعدی‬‫زنبوری‬ ‫النه‬ ‫شبکه‬‫کربنی‬
‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫فلزی‬ ‫شبه‬ ‫خواص‬ ‫خود‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫گرافن‬ ‫الیه‬ ‫تک‬ ‫کربنی‬ ‫های‬ ‫ساختار‬ ‫نانو‬.
‫فاصله‬‫ای‬‫صفحه‬ ‫بین‬۰٫۳۳۵‫باشد‬‫می‬ ‫نانومتر‬.
‫حدود‬ ‫در‬ ‫گرافن‬ ‫در‬ ‫کربن‬ ‫ـ‬ ‫کربن‬ ‫پیوند‬ ‫طول‬۰٫۱۴۲‫است‬ ‫نانومتر‬.
‫واندروالسی‬ ‫نوع‬ ‫از‬ ‫صفحات‬ ‫این‬ ‫بین‬ ‫کنش‬ ‫هم‬ ‫بر‬
‫خواص‬:‫رسانندگی‬‫ا‬‫ل‬‫کتریکی‬‫ر‬ ،‫بار‬ ‫های‬ ‫حامل‬ ‫پذیری‬ ‫تحریک‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫چگالی‬ ،‫گرمایی‬ ‫رساننده‬ ‫و‬‫سانندگی‬
‫مکانیکی‬ ‫خواص‬ ‫و‬ ‫اپتیکی‬
‫سوزد‬ ‫می‬ ‫پایین‬ ‫بسیار‬ ‫دمای‬ ‫در‬۳۵۰‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬
‫مرتبه‬ ‫از‬ ‫گرافن‬ ‫در‬ ‫بار‬ ‫حامل‬ ‫چگالی‬۱۳^۱۰‫بر‬‫مرتبه‬ ‫از‬ ‫مقاومتی‬ ‫با‬ ‫مربع‬ ‫متر‬ ‫سانتی‬6^۱۰‫اهم‬-‫سانتی‬
‫است‬ ‫متر‬.
‫مقدمه‬: 4
‫بندی‬ ‫شبکه‬‫گرافن‬: 5
Optical Image of Graphene SheetSEM Image of Graphene Sheet
6
Graphene Aerogel
7
‫دارد‬ ‫آبگریزی‬ ‫خاصیت‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫پایین‬ ‫بسیار‬ ‫چگالی‬ ‫با‬ ‫سبک‬ ‫العاده‬ ‫فوق‬ ‫مواد‬ ‫از‬ ‫یکی‬.‫ن‬ ‫به‬‫مواد‬ ‫سبت‬
‫تجاری‬‫است‬ ‫دارا‬ ‫را‬ ‫نیرویی‬ ‫باالی‬ ‫تحمل‬ ‫ظرفیت‬ ‫موجود‬‫رون‬ ‫در‬ ‫میتواند‬ ‫ماده‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫که‬‫د‬
‫باشد‬ ‫موثر‬ ‫کمک‬ ‫هم‬ ‫زیست‬ ‫محیط‬ ‫پاکسازی‬.
‫است‬ ‫شده‬ ‫ساخته‬ ‫گرافن‬ ‫اکسید‬ ‫در‬ ‫غلظت‬ ‫زیاد‬ ‫خیلی‬ ‫کاهش‬ ‫توسط‬ ‫گرافن‬ ‫آئروژل‬.
‫کاربرد‬:
‫آلی‬ ‫مواد‬ ‫و‬ ‫نفتی‬ ‫های‬ ‫آالینده‬ ‫جذب‬ ،‫الکتروشیمیایی‬ ‫های‬ ‫سنسور‬ ،‫باتری‬
Diameter: 2.1 cm
Height 1.5 cm
Weight: 65 milligrams
Price: 125$
Properties:
Density: 10-15 mg/cm3
SEM Graphene Aerogel
Raman Spectrum of
Graphene on
Aluminum Foil
SEM Images of Graphene
on Aluminum Foil
Aluminum Foil 9 x 8.5
Thickness:16 micron
Graphene coating: 3.5 micron
8
‫گرافن‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫مکانیکی‬ ‫خواص‬:
‫س‬ ‫و‬ ‫مستحکم‬ ‫های‬ ‫کامپوزیت‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫اضافه‬ ‫فلزی‬ ‫و‬ ‫پالستیک‬ ‫مواد‬ ‫به‬ ‫کم‬ ‫درمقادیر‬ ‫گرافن‬‫را‬ ‫بکی‬
‫دهند‬ ‫می‬ ‫تشکیل‬.
‫آب‬ ‫حال‬ ‫عین‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫زیاد‬ ‫پذیری‬ ‫انعطاف‬ ،‫باال‬ ‫استحکام‬ ‫با‬ ،‫پایین‬ ‫چگالی‬‫گریز‬.
‫آور‬ ‫بدست‬ ‫رسانا‬ ‫ای‬ ‫ماده‬ ‫میتوان‬ ‫کنیم‬ ‫اضافه‬ ‫گرافن‬ ‫صد‬ ‫در‬ ‫یک‬ ‫تنها‬ ‫پلیمری‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫اگر‬‫یم‬.
‫خود‬ ‫اول‬ ‫طول‬ ‫به‬ ‫نسبت‬۲۰%‫است‬ ‫تر‬ ‫کشسان‬.
‫و‬ ‫الماس‬ ‫از‬ ‫سخت‬۳۰۰‫فوالد‬ ‫از‬ ‫تر‬ ‫سخت‬ ‫برابر‬.
9
‫گرافن‬ ‫در‬ ‫عیوب‬:
‫تجربیات‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬‫ر‬ ‫نتیجه‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫گرافن‬ ‫خوصوصیات‬ ‫در‬ ‫مستقیم‬ ‫شواهد‬ ‫و‬‫انـد‬ ‫سـیده‬
‫توپولـوژی‬ ‫انجام‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫ولی‬ ‫آید‬ ‫می‬ ‫بوجود‬ ‫لبه‬ ‫در‬ ‫عیب‬ ‫گرافن‬ ‫در‬ ‫که‬‫مخ‬ ‫هـای‬‫تلـف‬
‫باشـــد‬ ‫مـــی‬ ‫هـــا‬ ‫اتـــم‬ ‫خـــالی‬ ‫جـــای‬ ‫صـــورت‬ ‫بـــه‬ ‫عیـــب‬ ‫ایـــن‬ ‫کـــه‬ ‫دریافتنـــد‬.
‫ا‬ ‫خواص‬ ‫مانند‬ ‫خواص‬ ‫در‬ ‫میتواند‬ ‫شدت‬ ‫به‬ ‫لبه‬ ‫در‬ ‫عیب‬ ‫وجود‬ ‫دیدگاه‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬‫نتقالی‬
‫مکانیکی‬ ‫و‬ ‫رسانایی‬ ‫یا‬‫داشته‬ ‫تاثیر‬‫باشد‬.
‫خـواص‬ ‫بـه‬ ‫ادامـه‬ ‫در‬Armchair NanoRibbons‫و‬Zigzag NanoRibbons
‫میپردازیم‬.
10 NanoRibbons:
‫محاسبات‬ ‫روش‬ ‫با‬ ‫خواص‬ ‫بررسی‬:
‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫در‬‫تئوری‬‫تابع‬‫چگالی‬(DFT)‫اسـت‬
‫که‬‫یافتـه‬ ‫تعمیم‬ ‫شیب‬ ‫تقریب‬ ‫از‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫این‬ ‫در‬(GGA)
‫است‬ ‫شده‬ ‫استفاده‬.‫مـدا‬ ‫پایـه‬ ‫مجموعه‬ ‫بودن‬ ‫دوقطبی‬ ‫با‬ ‫که‬‫ری‬
‫بندی‬ ‫مرز‬ ‫واقعی‬ ‫یکپارچه‬ ‫فضای‬ ‫برای‬(‫مـش‬)‫گرف‬ ‫نظـر‬ ‫در‬‫تـه‬
‫ـریم‬‫ـ‬‫میگی‬.‫ـک‬‫ـ‬‫ی‬ ‫از‬ ‫ـارگیری‬‫ـ‬‫ک‬ ‫ـه‬‫ـ‬‫ب‬ ‫ـط‬‫ـ‬‫توس‬ ‫را‬ ‫ـی‬‫ـ‬‫اتم‬ ‫ـت‬‫ـ‬‫موقعی‬ ‫و‬
‫زمـانی‬ ‫تـا‬ ‫کـرده‬ ‫سازی‬ ‫بهینه‬ ‫که‬ ‫مزدوج‬ ‫گرادیان‬ ‫الگوریتم‬‫کـه‬
‫از‬ ‫کمتر‬ ‫به‬ ‫اتم‬ ‫بر‬ ‫نیروها‬۰/۰۱A‫برسد‬.
‫برای‬‫سلول‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫مدلسازی‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫بخشیدن‬ ‫اعتبار‬‫واحد‬
‫کنیم‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫گرافن‬ ‫خواص‬ ‫محاسبه‬ ‫برای‬ ‫اتمی‬ ‫چهار‬.
11
ZGNRs & AGNRs:
‫اتمـی‬ ‫موقیـت‬ ‫آزاد‬ ‫حالـت‬ ‫در‬ ‫محاسبه‬ ‫برای‬
‫ـربن‬‫ـ‬‫ک‬ ‫ـد‬‫ـ‬‫پیون‬ ‫ـین‬‫ـ‬‫ب‬ ‫ـادل‬‫ـ‬‫تع‬ ‫ـله‬‫ـ‬‫فاص‬-‫ـربن‬‫ـ‬‫ک‬‫را‬
1.43Å‫نظر‬ ‫در‬‫میگیرم‬.
‫در‬ ‫را‬ ‫ها‬ ‫المان‬ ‫حال‬‫تحـت‬ ‫مختلف‬ ‫حالت‬ ‫دو‬
‫ترسـیم‬ ‫را‬ ‫نمـودار‬ ‫و‬ ‫داده‬ ‫قـرار‬ ‫ساده‬ ‫کشش‬
‫نمود‬‫تـوان‬ ‫مـی‬ ‫از‬ ‫اسـتفاده‬ ‫بـا‬ ‫که‬«‫مـدول‬
‫یانگ‬»‫بدسـت‬ ‫عددی‬ ‫محاسبات‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫را‬
‫آوریم‬.E=1.05 Tpa
12
13
‫در‬ ‫هندسی‬ ‫ساختار‬ZGNRs‫و‬AGNRs:
‫باشد‬ ‫می‬ ‫محاسبات‬ ‫برای‬ ‫الزم‬ ‫پارامترهای‬ ‫شناخت‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫روابط‬ ‫آورد‬ ‫بدست‬ ‫جهت‬.
a:‫المان‬ ‫عرض‬W:‫های‬ ‫اتم‬ ‫ی‬ ‫فاصه‬ ‫ماکزیمم‬‫کربن‬‫باشد‬ ‫می‬.
‫به‬ ‫الزم‬‫اتـم‬ ‫کربن‬ ‫های‬ ‫اتم‬ ‫انتهای‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫توضیح‬‫هیـدروژن‬‫فعـال‬ ‫غیـر‬ ‫بـرای‬ ‫دارد‬ ‫وجـود‬
‫باش‬ ‫می‬ ‫غیرمتناوب‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫انتها‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫متناوب‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫شبکه‬ ‫کل‬ ‫در‬ ،‫کردن‬‫د‬.
‫شبکه‬ ‫اینجا‬ ‫در‬30x1x1‫شد‬ ‫درنظرگرفته‬‫ه‬.
‫در‬ ‫کاربردی‬ ‫پارامتر‬ZGNRs‫و‬AGNRs: 14
‫پواسون‬ ‫اثرات‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬:
‫در‬‫حالت‬zigzag:
‫کرنش‬‫جهت‬ ‫در‬ ‫فشاری‬x‫جهـت‬ ‫در‬ ‫کششی‬ ‫کرنش‬ ‫به‬ ‫منجر‬y‫رو‬ ‫ایـن‬ ‫از‬ ‫شـود‬ ‫مـی‬‫عـرض‬
real‫حالت‬ ‫در‬ ‫میباشد‬ ‫خود‬ ‫عرض‬ ‫از‬ ‫بزرگتر‬unrelaxed.
‫در‬‫حال‬armchair:
‫کرنش‬‫جهت‬ ‫در‬ ‫مثبت‬x‫فشـاری‬ ‫کرنش‬ ‫به‬ ‫منجر‬‫جهـت‬ ‫در‬y‫پـ‬ ‫شـود‬ ‫مـی‬‫عـرض‬real
‫از‬ ‫کوچکتر‬‫حالت‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫است‬ ‫خود‬ ‫عرض‬unrelaxed.
16
‫خواص‬ ‫بررسی‬‫مکانیکی‬‫در‬ZGNRs‫و‬AGNRs:
‫مکانیکی‬ ‫خواص‬Nanoribbon‫با‬‫امتداد‬ ‫در‬ ‫کشش‬ ‫به‬ ‫پاسخ‬ ‫محاسبه‬‫محورشان‬‫بررسـی‬
‫شده‬‫است‬.
‫با‬ ‫شبکه‬ ‫ثابت‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫شده‬ ‫اعمال‬ ‫های‬ ‫کرنش‬‫کـرنش‬ ‫اندازه‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫شده‬ ‫اعمال‬ ‫های‬.
‫اعــداد‬ ‫بــا‬ ‫محاســباتمان‬ ‫در‬ ‫کــه‬ ‫آنجــایی‬ ‫از‬Supercell‫ج‬ ‫در‬‫هــ‬‫محــور‬ ‫بــر‬ ‫عمــود‬ ‫ت‬
Nanoribbon‫ضـخامت‬ ‫واقعـی‬ ‫عـرض‬ ‫بـه‬ ‫نسـبت‬ ‫گـرفتیم‬ ‫درنظـر‬Nanoribbon
‫تـنش‬ ‫پـ‬ ‫اسـت‬ ‫متفاوت‬Supercell‫تـنش‬ ‫معـادل‬ ‫بایـد‬ ‫بنـدی‬ ‫مقیـاس‬ ‫ایـن‬ ‫طبـق‬
‫کوشی‬(continuum)‫بر‬ ‫وارد‬Graphen Nanoribbon‫آید‬ ‫بدست‬.
‫توسـط‬ ‫کوشی‬ ‫تنش‬ ‫معادل‬‫تـنش‬Supercell‫بـا‬b=w(‫عـرض‬ ‫بـرای‬)‫بـا‬ ‫و‬c=t(‫بـرای‬
‫ضخامت‬)‫میشود‬ ‫گرفته‬ ‫نظر‬ ‫در‬.‫که‬b‫و‬c‫واحد‬ ‫سلول‬ ‫ابعاد‬(DFT)‫هستند‬.
17
‫جهت‬ ‫در‬y‫و‬z:w‫واقعی‬ ‫عرض‬Nanoribbon‫میباشد‬.‫جدول‬ ‫در‬ ‫که‬۱‫و‬۲‫داده‬ ‫نشان‬
‫شد‬.‫و‬t‫ضخامت‬Nanoribbon‫میکنیم‬ ‫فرض‬ ‫ما‬ ‫که‬ ‫است‬.‫ضخامت‬
‫گرافیت‬ ‫در‬ ‫ای‬ ‫الیه‬ ‫بین‬ ‫ضخامت‬ ‫با‬ ‫است‬ ‫معادل‬ ‫اندازه‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫است‬(‫و‬.)
‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫متفاوت‬ ‫عرضهای‬ ‫درآنها‬ ‫که‬ ‫پردازیم‬ ‫می‬ ‫کرنش‬ ‫تنش‬ ‫منحنی‬ ‫اینجا‬ ‫در‬ ‫ما‬.
18
‫استحکام‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫اندازه‬ ‫تاثیر‬‫مدول‬ ‫در‬‫یانگ‬:
‫یانـــگ‬ ‫مـــدول‬ ‫در‬4-ZNGR‫حـــدود‬۳۰%‫میباشـــد‬ ‫ای‬ ‫عمـــده‬ ‫گـــرافن‬ ‫از‬ ‫بـــاالتر‬.
‫در‬ ‫یانــگ‬ ‫مــدول‬ ‫افــزایش‬ ‫کــه‬ ‫حــالی‬ ‫در‬4-ANGR‫حــدود‬ ‫فقــط‬6%‫اســت‬ ‫بــاالتر‬.
‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬‫قطر‬ ‫کاهش‬‫کربنی‬ ‫های‬ ‫نانولوله‬ ‫در‬(CNTs)‫باعث‬‫یانگ‬ ‫مدول‬ ‫کاهش‬‫خـود‬
‫میشود‬.
‫در‬ ‫ولی‬Nanoribbon‫با‬‫قطر‬ ‫کاهش‬‫یانگ‬ ‫مدول‬‫باالتر‬‫رود‬ ‫می‬.
19
‫محوره‬ ‫تک‬ ‫فشار‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫پوآسون‬ ‫نسب‬ ‫محاسبه‬:
‫روبه‬ ‫رابطه‬ ‫به‬ ‫باتوجه‬‫میشود‬ ‫تعریف‬ ‫رو‬.
:‫کرنش‬ ‫تحمل‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫عرضی‬ ‫تغییرات‬
‫شکل‬ ‫در‬ ،‫محوره‬ ‫تک‬ ‫فشار‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫پوآسون‬ ‫نسبت‬6‫است‬ ‫شده‬ ‫رسم‬.‫شکل‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫باتوجه‬
‫می‬‫یابیم‬:
‫درحالت‬ANGR‫در‬ ‫که‬ ‫حالی‬ ‫در‬ ‫است‬ ‫اندازه‬ ‫پذیر‬ ‫تاثیر‬ ‫شدت‬ ‫به‬ZNGR‫نیست‬ ‫چنین‬ ‫این‬.
‫حالت‬ ‫در‬ ‫عرض‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ANGR‫می‬ ‫خودراکاهش‬ ‫پوآسون‬ ‫نسبت‬‫دهد‬.
‫دو‬ ‫درهر‬ ‫کرنش‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫همچنین‬
ZNGR‫و‬ANGR‫نسبت‬
‫یابد‬ ‫می‬ ‫کاهش‬ ‫پوآسون‬.
20
‫مکانیزم‬‫در‬ ‫شکست‬ZNGR‫و‬ANGR:
‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫به‬ ‫باتوجه‬ ‫شکست‬ ‫مکانیزم‬ ‫الگوی‬(DFT)‫شود‬ ‫می‬ ‫انجام‬.
‫صورت‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫گرافن‬ ‫پیوند‬ ‫در‬C-C‫هیبریداسیون‬ ‫با‬ ‫کوواالنسی‬ ‫آن‬ ‫پیوند‬ ‫است‬SP2‫است‬
‫پیون‬ ‫این‬ ‫که‬‫د‬‫است‬ ‫گرفته‬ ‫شکل‬ ‫ها‬ ‫الکترون‬ ‫گذاری‬ ‫اشتراک‬ ‫به‬ ‫با‬.
‫البتـ‬ ‫اسـت‬ ‫باال‬ ‫الکترون‬ ‫چگالی‬ ‫کوواالنسی‬ ‫پیوند‬ ‫دریک‬ ‫که‬ ‫رود‬ ‫می‬ ‫انتظار‬ ‫پ‬‫امتـداد‬ ‫در‬ ‫ه‬
‫ا‬ ‫در‬ ‫شدت‬ ‫به‬ ‫الکترونی‬ ‫چگالی‬ ‫شود‬ ‫شکست‬ ‫دچار‬ ‫باند‬ ‫واگر‬ ‫اتم‬ ‫هسته‬ ‫اتصال‬ ‫خط‬‫این‬ ‫متداد‬
‫یافته‬ ‫کاهش‬ ‫خط‬.
21
‫با‬‫شکست‬ ‫سطح‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫الکترون‬ ‫بار‬ ‫چگالی‬ ‫توزیع‬ ‫از‬ ‫استفاده‬Nanoribbon
Graphene‫پیدا‬ ‫محوره‬ ‫تک‬ ‫کششی‬ ‫بار‬ ‫تحت‬ ‫را‬
‫کرد‬.
*‫در‬ ‫شکست‬ ‫سطح‬=60°ZNGR
*‫در‬ ‫شکست‬ ‫سطح‬ANGR‫عمود‬
‫است‬ ‫برمحور‬.
22
‫تولید‬ZNGR‫و‬ANGR‫است‬ ‫دشوار‬ ‫بسیار‬.‫برای‬ ‫را‬ ‫جدیدی‬ ‫حالت‬ ‫بنابراین‬
Nanoribbon‫نام‬ ‫به‬ ‫باشد‬ ‫می‬ ‫هردو‬ ‫از‬ ‫ترکیبی‬ ‫که‬ ‫کنیم‬ ‫می‬ ‫معرفی‬Chiral
graphene Nanoribbon‫کنیم‬ ‫می‬ ‫بررسی‬ ‫و‬ ‫معرفی‬ ‫را‬.
23Chiral graphene nanoribbons:
Chiral angle of 23:41°: 24
‫تــنش‬ ‫نمــودار‬ ‫رو‬ ‫روبــه‬ ‫شــکل‬-‫کــرنش‬
‫درحالت‬‫تخمـین‬ ‫همـراه‬ ‫بـه‬ ‫مختلف‬ ‫های‬
‫ایده‬ ‫و‬ ‫موجود‬ ‫نواقص‬‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫آل‬‫دهد‬.
‫یک‬ ‫از‬ ‫الکترونی‬ ‫بار‬ ‫چگالی‬nanoribbons‫زاویـه‬ ‫بـا‬ ‫نقـص‬ ‫بـدون‬ ‫آل‬ ‫ایده‬
19:11°‫محوره‬ ‫تک‬ ‫بار‬ ‫تحت‬ ‫درجه‬.‫حالت‬ ‫در‬‫های‬a،b‫و‬c
25
‫در‬ ‫نقص‬ ‫گیری‬ ‫شکل‬‫کایرل‬‫ها‬:
‫این‬ ‫در‬ ‫نقص‬ ‫تشکیل‬Nanoribbon‫می‬ ‫وجود‬ ‫به‬ ‫نواقص‬ ‫این‬ ‫محوره‬ ‫تک‬ ‫فشار‬ ‫با‬ ‫ها‬‫آیند‬.
‫شود‬ ‫می‬ ‫شکست‬ ‫باعث‬ ‫زیاد‬ ‫نواقص‬ ‫تشکیل‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫باال‬ ‫های‬ ‫فشار‬ ‫در‬.
26
Source:
 Mechanical properties of graphene nanoribbons
with disordered edges (1.Alireza Tabarraei 2. Shohreh Shadalou 3. Jeong-Hoon Song)
 And the other sources
27
28

More Related Content

Featured

2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by HubspotMarius Sescu
 
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTExpeed Software
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsPixeldarts
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthThinkNow
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfmarketingartwork
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsKurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 

Featured (20)

2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot
 
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPT
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 

Presention grophene شناخت گرافن

  • 1. 1
  • 2. 2
  • 3. ‫تاریخچه‬: ‫نخستین‬‫سال‬ ‫در‬ ‫بار‬۱۹۴۷‫واالس‬ ‫فیلیپ‬ ‫نام‬ ‫به‬ ‫ای‬ ‫قضیه‬ ‫طبق‬‫مرمین‬ ‫قضیه‬-‫واگنر‬‫در‬‫آماری‬ ِ‫ک‬‫مکانی‬‫و‬ ‫نظریه‬‫کوانتومی‬ ِ‫ی‬‫ها‬‫میدان‬: ‫دوبعدی‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫ساخت‬‫ممکن‬ ‫غیر‬‫ای‬ ‫ماده‬ ‫چنین‬ ‫و‬‫پایدار‬ ‫غیر‬‫است‬. ‫سال‬ ‫در‬۲۰۰۴،‫گایم‬ ‫آندره‬‫و‬‫نووسلف‬ ‫کنستانتین‬ ‫گرافن‬(Graphene):‫از‬ ‫یکی‬ ِ‫م‬‫نا‬‫آلوتروپ‬‫کربن‬ ‫های‬‫است‬. ِ‫ی‬‫ها‬‫اتم‬ِ‫ی‬‫چهارظرفیت‬‫سه‬ ‫با‬ ،‫کربن‬‫کوواالنسی‬ ِ‫د‬‫پیون‬‫ش‬ ‫متصل‬ ‫دیگر‬ ِ‫ن‬‫کرب‬ ِ‫م‬‫ات‬ ‫سه‬ ‫به‬‫یک‬ ‫و‬ ‫اند‬‫ده‬ ‫اند‬‫داده‬ ‫تشکیل‬ ‫را‬ ‫گسترده‬ ‫شبکه‬.
  • 4. ‫ساختار‬:‫منفرد‬ ‫الیه‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫دوبعدی‬‫زنبوری‬ ‫النه‬ ‫شبکه‬‫کربنی‬ ‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫فلزی‬ ‫شبه‬ ‫خواص‬ ‫خود‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫گرافن‬ ‫الیه‬ ‫تک‬ ‫کربنی‬ ‫های‬ ‫ساختار‬ ‫نانو‬. ‫فاصله‬‫ای‬‫صفحه‬ ‫بین‬۰٫۳۳۵‫باشد‬‫می‬ ‫نانومتر‬. ‫حدود‬ ‫در‬ ‫گرافن‬ ‫در‬ ‫کربن‬ ‫ـ‬ ‫کربن‬ ‫پیوند‬ ‫طول‬۰٫۱۴۲‫است‬ ‫نانومتر‬. ‫واندروالسی‬ ‫نوع‬ ‫از‬ ‫صفحات‬ ‫این‬ ‫بین‬ ‫کنش‬ ‫هم‬ ‫بر‬ ‫خواص‬:‫رسانندگی‬‫ا‬‫ل‬‫کتریکی‬‫ر‬ ،‫بار‬ ‫های‬ ‫حامل‬ ‫پذیری‬ ‫تحریک‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫چگالی‬ ،‫گرمایی‬ ‫رساننده‬ ‫و‬‫سانندگی‬ ‫مکانیکی‬ ‫خواص‬ ‫و‬ ‫اپتیکی‬ ‫سوزد‬ ‫می‬ ‫پایین‬ ‫بسیار‬ ‫دمای‬ ‫در‬۳۵۰‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬ ‫مرتبه‬ ‫از‬ ‫گرافن‬ ‫در‬ ‫بار‬ ‫حامل‬ ‫چگالی‬۱۳^۱۰‫بر‬‫مرتبه‬ ‫از‬ ‫مقاومتی‬ ‫با‬ ‫مربع‬ ‫متر‬ ‫سانتی‬6^۱۰‫اهم‬-‫سانتی‬ ‫است‬ ‫متر‬. ‫مقدمه‬: 4
  • 6. Optical Image of Graphene SheetSEM Image of Graphene Sheet 6
  • 7. Graphene Aerogel 7 ‫دارد‬ ‫آبگریزی‬ ‫خاصیت‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫پایین‬ ‫بسیار‬ ‫چگالی‬ ‫با‬ ‫سبک‬ ‫العاده‬ ‫فوق‬ ‫مواد‬ ‫از‬ ‫یکی‬.‫ن‬ ‫به‬‫مواد‬ ‫سبت‬ ‫تجاری‬‫است‬ ‫دارا‬ ‫را‬ ‫نیرویی‬ ‫باالی‬ ‫تحمل‬ ‫ظرفیت‬ ‫موجود‬‫رون‬ ‫در‬ ‫میتواند‬ ‫ماده‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫که‬‫د‬ ‫باشد‬ ‫موثر‬ ‫کمک‬ ‫هم‬ ‫زیست‬ ‫محیط‬ ‫پاکسازی‬. ‫است‬ ‫شده‬ ‫ساخته‬ ‫گرافن‬ ‫اکسید‬ ‫در‬ ‫غلظت‬ ‫زیاد‬ ‫خیلی‬ ‫کاهش‬ ‫توسط‬ ‫گرافن‬ ‫آئروژل‬. ‫کاربرد‬: ‫آلی‬ ‫مواد‬ ‫و‬ ‫نفتی‬ ‫های‬ ‫آالینده‬ ‫جذب‬ ،‫الکتروشیمیایی‬ ‫های‬ ‫سنسور‬ ،‫باتری‬ Diameter: 2.1 cm Height 1.5 cm Weight: 65 milligrams Price: 125$ Properties: Density: 10-15 mg/cm3 SEM Graphene Aerogel
  • 8. Raman Spectrum of Graphene on Aluminum Foil SEM Images of Graphene on Aluminum Foil Aluminum Foil 9 x 8.5 Thickness:16 micron Graphene coating: 3.5 micron 8
  • 9. ‫گرافن‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫مکانیکی‬ ‫خواص‬: ‫س‬ ‫و‬ ‫مستحکم‬ ‫های‬ ‫کامپوزیت‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫اضافه‬ ‫فلزی‬ ‫و‬ ‫پالستیک‬ ‫مواد‬ ‫به‬ ‫کم‬ ‫درمقادیر‬ ‫گرافن‬‫را‬ ‫بکی‬ ‫دهند‬ ‫می‬ ‫تشکیل‬. ‫آب‬ ‫حال‬ ‫عین‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫زیاد‬ ‫پذیری‬ ‫انعطاف‬ ،‫باال‬ ‫استحکام‬ ‫با‬ ،‫پایین‬ ‫چگالی‬‫گریز‬. ‫آور‬ ‫بدست‬ ‫رسانا‬ ‫ای‬ ‫ماده‬ ‫میتوان‬ ‫کنیم‬ ‫اضافه‬ ‫گرافن‬ ‫صد‬ ‫در‬ ‫یک‬ ‫تنها‬ ‫پلیمری‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫اگر‬‫یم‬. ‫خود‬ ‫اول‬ ‫طول‬ ‫به‬ ‫نسبت‬۲۰%‫است‬ ‫تر‬ ‫کشسان‬. ‫و‬ ‫الماس‬ ‫از‬ ‫سخت‬۳۰۰‫فوالد‬ ‫از‬ ‫تر‬ ‫سخت‬ ‫برابر‬. 9
  • 10. ‫گرافن‬ ‫در‬ ‫عیوب‬: ‫تجربیات‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬‫ر‬ ‫نتیجه‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫گرافن‬ ‫خوصوصیات‬ ‫در‬ ‫مستقیم‬ ‫شواهد‬ ‫و‬‫انـد‬ ‫سـیده‬ ‫توپولـوژی‬ ‫انجام‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫ولی‬ ‫آید‬ ‫می‬ ‫بوجود‬ ‫لبه‬ ‫در‬ ‫عیب‬ ‫گرافن‬ ‫در‬ ‫که‬‫مخ‬ ‫هـای‬‫تلـف‬ ‫باشـــد‬ ‫مـــی‬ ‫هـــا‬ ‫اتـــم‬ ‫خـــالی‬ ‫جـــای‬ ‫صـــورت‬ ‫بـــه‬ ‫عیـــب‬ ‫ایـــن‬ ‫کـــه‬ ‫دریافتنـــد‬. ‫ا‬ ‫خواص‬ ‫مانند‬ ‫خواص‬ ‫در‬ ‫میتواند‬ ‫شدت‬ ‫به‬ ‫لبه‬ ‫در‬ ‫عیب‬ ‫وجود‬ ‫دیدگاه‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬‫نتقالی‬ ‫مکانیکی‬ ‫و‬ ‫رسانایی‬ ‫یا‬‫داشته‬ ‫تاثیر‬‫باشد‬. ‫خـواص‬ ‫بـه‬ ‫ادامـه‬ ‫در‬Armchair NanoRibbons‫و‬Zigzag NanoRibbons ‫میپردازیم‬. 10 NanoRibbons:
  • 11. ‫محاسبات‬ ‫روش‬ ‫با‬ ‫خواص‬ ‫بررسی‬: ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫در‬‫تئوری‬‫تابع‬‫چگالی‬(DFT)‫اسـت‬ ‫که‬‫یافتـه‬ ‫تعمیم‬ ‫شیب‬ ‫تقریب‬ ‫از‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫این‬ ‫در‬(GGA) ‫است‬ ‫شده‬ ‫استفاده‬.‫مـدا‬ ‫پایـه‬ ‫مجموعه‬ ‫بودن‬ ‫دوقطبی‬ ‫با‬ ‫که‬‫ری‬ ‫بندی‬ ‫مرز‬ ‫واقعی‬ ‫یکپارچه‬ ‫فضای‬ ‫برای‬(‫مـش‬)‫گرف‬ ‫نظـر‬ ‫در‬‫تـه‬ ‫ـریم‬‫ـ‬‫میگی‬.‫ـک‬‫ـ‬‫ی‬ ‫از‬ ‫ـارگیری‬‫ـ‬‫ک‬ ‫ـه‬‫ـ‬‫ب‬ ‫ـط‬‫ـ‬‫توس‬ ‫را‬ ‫ـی‬‫ـ‬‫اتم‬ ‫ـت‬‫ـ‬‫موقعی‬ ‫و‬ ‫زمـانی‬ ‫تـا‬ ‫کـرده‬ ‫سازی‬ ‫بهینه‬ ‫که‬ ‫مزدوج‬ ‫گرادیان‬ ‫الگوریتم‬‫کـه‬ ‫از‬ ‫کمتر‬ ‫به‬ ‫اتم‬ ‫بر‬ ‫نیروها‬۰/۰۱A‫برسد‬. ‫برای‬‫سلول‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫مدلسازی‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫بخشیدن‬ ‫اعتبار‬‫واحد‬ ‫کنیم‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫گرافن‬ ‫خواص‬ ‫محاسبه‬ ‫برای‬ ‫اتمی‬ ‫چهار‬. 11
  • 12. ZGNRs & AGNRs: ‫اتمـی‬ ‫موقیـت‬ ‫آزاد‬ ‫حالـت‬ ‫در‬ ‫محاسبه‬ ‫برای‬ ‫ـربن‬‫ـ‬‫ک‬ ‫ـد‬‫ـ‬‫پیون‬ ‫ـین‬‫ـ‬‫ب‬ ‫ـادل‬‫ـ‬‫تع‬ ‫ـله‬‫ـ‬‫فاص‬-‫ـربن‬‫ـ‬‫ک‬‫را‬ 1.43Å‫نظر‬ ‫در‬‫میگیرم‬. ‫در‬ ‫را‬ ‫ها‬ ‫المان‬ ‫حال‬‫تحـت‬ ‫مختلف‬ ‫حالت‬ ‫دو‬ ‫ترسـیم‬ ‫را‬ ‫نمـودار‬ ‫و‬ ‫داده‬ ‫قـرار‬ ‫ساده‬ ‫کشش‬ ‫نمود‬‫تـوان‬ ‫مـی‬ ‫از‬ ‫اسـتفاده‬ ‫بـا‬ ‫که‬«‫مـدول‬ ‫یانگ‬»‫بدسـت‬ ‫عددی‬ ‫محاسبات‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫آوریم‬.E=1.05 Tpa 12
  • 14. ‫باشد‬ ‫می‬ ‫محاسبات‬ ‫برای‬ ‫الزم‬ ‫پارامترهای‬ ‫شناخت‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫روابط‬ ‫آورد‬ ‫بدست‬ ‫جهت‬. a:‫المان‬ ‫عرض‬W:‫های‬ ‫اتم‬ ‫ی‬ ‫فاصه‬ ‫ماکزیمم‬‫کربن‬‫باشد‬ ‫می‬. ‫به‬ ‫الزم‬‫اتـم‬ ‫کربن‬ ‫های‬ ‫اتم‬ ‫انتهای‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫توضیح‬‫هیـدروژن‬‫فعـال‬ ‫غیـر‬ ‫بـرای‬ ‫دارد‬ ‫وجـود‬ ‫باش‬ ‫می‬ ‫غیرمتناوب‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫انتها‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫متناوب‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫شبکه‬ ‫کل‬ ‫در‬ ،‫کردن‬‫د‬. ‫شبکه‬ ‫اینجا‬ ‫در‬30x1x1‫شد‬ ‫درنظرگرفته‬‫ه‬. ‫در‬ ‫کاربردی‬ ‫پارامتر‬ZGNRs‫و‬AGNRs: 14
  • 15.
  • 16. ‫پواسون‬ ‫اثرات‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬: ‫در‬‫حالت‬zigzag: ‫کرنش‬‫جهت‬ ‫در‬ ‫فشاری‬x‫جهـت‬ ‫در‬ ‫کششی‬ ‫کرنش‬ ‫به‬ ‫منجر‬y‫رو‬ ‫ایـن‬ ‫از‬ ‫شـود‬ ‫مـی‬‫عـرض‬ real‫حالت‬ ‫در‬ ‫میباشد‬ ‫خود‬ ‫عرض‬ ‫از‬ ‫بزرگتر‬unrelaxed. ‫در‬‫حال‬armchair: ‫کرنش‬‫جهت‬ ‫در‬ ‫مثبت‬x‫فشـاری‬ ‫کرنش‬ ‫به‬ ‫منجر‬‫جهـت‬ ‫در‬y‫پـ‬ ‫شـود‬ ‫مـی‬‫عـرض‬real ‫از‬ ‫کوچکتر‬‫حالت‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫است‬ ‫خود‬ ‫عرض‬unrelaxed. 16
  • 17. ‫خواص‬ ‫بررسی‬‫مکانیکی‬‫در‬ZGNRs‫و‬AGNRs: ‫مکانیکی‬ ‫خواص‬Nanoribbon‫با‬‫امتداد‬ ‫در‬ ‫کشش‬ ‫به‬ ‫پاسخ‬ ‫محاسبه‬‫محورشان‬‫بررسـی‬ ‫شده‬‫است‬. ‫با‬ ‫شبکه‬ ‫ثابت‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫شده‬ ‫اعمال‬ ‫های‬ ‫کرنش‬‫کـرنش‬ ‫اندازه‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫باشد‬ ‫می‬ ‫شده‬ ‫اعمال‬ ‫های‬. ‫اعــداد‬ ‫بــا‬ ‫محاســباتمان‬ ‫در‬ ‫کــه‬ ‫آنجــایی‬ ‫از‬Supercell‫ج‬ ‫در‬‫هــ‬‫محــور‬ ‫بــر‬ ‫عمــود‬ ‫ت‬ Nanoribbon‫ضـخامت‬ ‫واقعـی‬ ‫عـرض‬ ‫بـه‬ ‫نسـبت‬ ‫گـرفتیم‬ ‫درنظـر‬Nanoribbon ‫تـنش‬ ‫پـ‬ ‫اسـت‬ ‫متفاوت‬Supercell‫تـنش‬ ‫معـادل‬ ‫بایـد‬ ‫بنـدی‬ ‫مقیـاس‬ ‫ایـن‬ ‫طبـق‬ ‫کوشی‬(continuum)‫بر‬ ‫وارد‬Graphen Nanoribbon‫آید‬ ‫بدست‬. ‫توسـط‬ ‫کوشی‬ ‫تنش‬ ‫معادل‬‫تـنش‬Supercell‫بـا‬b=w(‫عـرض‬ ‫بـرای‬)‫بـا‬ ‫و‬c=t(‫بـرای‬ ‫ضخامت‬)‫میشود‬ ‫گرفته‬ ‫نظر‬ ‫در‬.‫که‬b‫و‬c‫واحد‬ ‫سلول‬ ‫ابعاد‬(DFT)‫هستند‬. 17
  • 18. ‫جهت‬ ‫در‬y‫و‬z:w‫واقعی‬ ‫عرض‬Nanoribbon‫میباشد‬.‫جدول‬ ‫در‬ ‫که‬۱‫و‬۲‫داده‬ ‫نشان‬ ‫شد‬.‫و‬t‫ضخامت‬Nanoribbon‫میکنیم‬ ‫فرض‬ ‫ما‬ ‫که‬ ‫است‬.‫ضخامت‬ ‫گرافیت‬ ‫در‬ ‫ای‬ ‫الیه‬ ‫بین‬ ‫ضخامت‬ ‫با‬ ‫است‬ ‫معادل‬ ‫اندازه‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫است‬(‫و‬.) ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫متفاوت‬ ‫عرضهای‬ ‫درآنها‬ ‫که‬ ‫پردازیم‬ ‫می‬ ‫کرنش‬ ‫تنش‬ ‫منحنی‬ ‫اینجا‬ ‫در‬ ‫ما‬. 18
  • 19. ‫استحکام‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫اندازه‬ ‫تاثیر‬‫مدول‬ ‫در‬‫یانگ‬: ‫یانـــگ‬ ‫مـــدول‬ ‫در‬4-ZNGR‫حـــدود‬۳۰%‫میباشـــد‬ ‫ای‬ ‫عمـــده‬ ‫گـــرافن‬ ‫از‬ ‫بـــاالتر‬. ‫در‬ ‫یانــگ‬ ‫مــدول‬ ‫افــزایش‬ ‫کــه‬ ‫حــالی‬ ‫در‬4-ANGR‫حــدود‬ ‫فقــط‬6%‫اســت‬ ‫بــاالتر‬. ‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬‫قطر‬ ‫کاهش‬‫کربنی‬ ‫های‬ ‫نانولوله‬ ‫در‬(CNTs)‫باعث‬‫یانگ‬ ‫مدول‬ ‫کاهش‬‫خـود‬ ‫میشود‬. ‫در‬ ‫ولی‬Nanoribbon‫با‬‫قطر‬ ‫کاهش‬‫یانگ‬ ‫مدول‬‫باالتر‬‫رود‬ ‫می‬. 19 ‫محوره‬ ‫تک‬ ‫فشار‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫پوآسون‬ ‫نسب‬ ‫محاسبه‬: ‫روبه‬ ‫رابطه‬ ‫به‬ ‫باتوجه‬‫میشود‬ ‫تعریف‬ ‫رو‬. :‫کرنش‬ ‫تحمل‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫عرضی‬ ‫تغییرات‬
  • 20. ‫شکل‬ ‫در‬ ،‫محوره‬ ‫تک‬ ‫فشار‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫پوآسون‬ ‫نسبت‬6‫است‬ ‫شده‬ ‫رسم‬.‫شکل‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫باتوجه‬ ‫می‬‫یابیم‬: ‫درحالت‬ANGR‫در‬ ‫که‬ ‫حالی‬ ‫در‬ ‫است‬ ‫اندازه‬ ‫پذیر‬ ‫تاثیر‬ ‫شدت‬ ‫به‬ZNGR‫نیست‬ ‫چنین‬ ‫این‬. ‫حالت‬ ‫در‬ ‫عرض‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ANGR‫می‬ ‫خودراکاهش‬ ‫پوآسون‬ ‫نسبت‬‫دهد‬. ‫دو‬ ‫درهر‬ ‫کرنش‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫همچنین‬ ZNGR‫و‬ANGR‫نسبت‬ ‫یابد‬ ‫می‬ ‫کاهش‬ ‫پوآسون‬. 20
  • 21. ‫مکانیزم‬‫در‬ ‫شکست‬ZNGR‫و‬ANGR: ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫به‬ ‫باتوجه‬ ‫شکست‬ ‫مکانیزم‬ ‫الگوی‬(DFT)‫شود‬ ‫می‬ ‫انجام‬. ‫صورت‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫گرافن‬ ‫پیوند‬ ‫در‬C-C‫هیبریداسیون‬ ‫با‬ ‫کوواالنسی‬ ‫آن‬ ‫پیوند‬ ‫است‬SP2‫است‬ ‫پیون‬ ‫این‬ ‫که‬‫د‬‫است‬ ‫گرفته‬ ‫شکل‬ ‫ها‬ ‫الکترون‬ ‫گذاری‬ ‫اشتراک‬ ‫به‬ ‫با‬. ‫البتـ‬ ‫اسـت‬ ‫باال‬ ‫الکترون‬ ‫چگالی‬ ‫کوواالنسی‬ ‫پیوند‬ ‫دریک‬ ‫که‬ ‫رود‬ ‫می‬ ‫انتظار‬ ‫پ‬‫امتـداد‬ ‫در‬ ‫ه‬ ‫ا‬ ‫در‬ ‫شدت‬ ‫به‬ ‫الکترونی‬ ‫چگالی‬ ‫شود‬ ‫شکست‬ ‫دچار‬ ‫باند‬ ‫واگر‬ ‫اتم‬ ‫هسته‬ ‫اتصال‬ ‫خط‬‫این‬ ‫متداد‬ ‫یافته‬ ‫کاهش‬ ‫خط‬. 21
  • 22. ‫با‬‫شکست‬ ‫سطح‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫الکترون‬ ‫بار‬ ‫چگالی‬ ‫توزیع‬ ‫از‬ ‫استفاده‬Nanoribbon Graphene‫پیدا‬ ‫محوره‬ ‫تک‬ ‫کششی‬ ‫بار‬ ‫تحت‬ ‫را‬ ‫کرد‬. *‫در‬ ‫شکست‬ ‫سطح‬=60°ZNGR *‫در‬ ‫شکست‬ ‫سطح‬ANGR‫عمود‬ ‫است‬ ‫برمحور‬. 22
  • 23. ‫تولید‬ZNGR‫و‬ANGR‫است‬ ‫دشوار‬ ‫بسیار‬.‫برای‬ ‫را‬ ‫جدیدی‬ ‫حالت‬ ‫بنابراین‬ Nanoribbon‫نام‬ ‫به‬ ‫باشد‬ ‫می‬ ‫هردو‬ ‫از‬ ‫ترکیبی‬ ‫که‬ ‫کنیم‬ ‫می‬ ‫معرفی‬Chiral graphene Nanoribbon‫کنیم‬ ‫می‬ ‫بررسی‬ ‫و‬ ‫معرفی‬ ‫را‬. 23Chiral graphene nanoribbons:
  • 24. Chiral angle of 23:41°: 24 ‫تــنش‬ ‫نمــودار‬ ‫رو‬ ‫روبــه‬ ‫شــکل‬-‫کــرنش‬ ‫درحالت‬‫تخمـین‬ ‫همـراه‬ ‫بـه‬ ‫مختلف‬ ‫های‬ ‫ایده‬ ‫و‬ ‫موجود‬ ‫نواقص‬‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫آل‬‫دهد‬.
  • 25. ‫یک‬ ‫از‬ ‫الکترونی‬ ‫بار‬ ‫چگالی‬nanoribbons‫زاویـه‬ ‫بـا‬ ‫نقـص‬ ‫بـدون‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ 19:11°‫محوره‬ ‫تک‬ ‫بار‬ ‫تحت‬ ‫درجه‬.‫حالت‬ ‫در‬‫های‬a،b‫و‬c 25
  • 26. ‫در‬ ‫نقص‬ ‫گیری‬ ‫شکل‬‫کایرل‬‫ها‬: ‫این‬ ‫در‬ ‫نقص‬ ‫تشکیل‬Nanoribbon‫می‬ ‫وجود‬ ‫به‬ ‫نواقص‬ ‫این‬ ‫محوره‬ ‫تک‬ ‫فشار‬ ‫با‬ ‫ها‬‫آیند‬. ‫شود‬ ‫می‬ ‫شکست‬ ‫باعث‬ ‫زیاد‬ ‫نواقص‬ ‫تشکیل‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫باال‬ ‫های‬ ‫فشار‬ ‫در‬. 26
  • 27. Source:  Mechanical properties of graphene nanoribbons with disordered edges (1.Alireza Tabarraei 2. Shohreh Shadalou 3. Jeong-Hoon Song)  And the other sources 27
  • 28. 28

Editor's Notes

  1. خستین بار در سال ۱۹۴۷ فیلیپ والاس دربارهٔ گرافن نوشت و سپس از آن زمان تلاش‌هایِ زیادی برایِ ساختِ آن صورت گرفته بود اما قضیه‌ای به نامِ قضیهٔ مرمین-واگنر در مکانیکِ آماری و نظریهٔ میدان‌هایِ کوانتومی وجود داشت که ساختِ یک مادهٔ دوبعدی را غیرممکن و چنین ماده‌ای را غیرپایدار می‌دانست. اما به هر حال در سال ۲۰۰۴، آندره گایم و کنستانتین نووسلف، از دانشگاه منچستر موفق به ساختِ این ماده شده و نشان دادند که قضیهٔ مرمین-واگنر نمی‌تواند کاملاً درست باشد. جایزهٔ نوبلِ فیزیکِ ۲۰۱۰ نیز به خاطرِ ساختِم ماده ای دوبعدی به این دو دانشمند تعلق گرفت. اتم‌هایِ چهارظرفیتیِ کربن، با سه پیوندِ کووالانسی به سه اتمِ کربنِ دیگر متصل شده‌اند و یک شبکهٔ گسترده را تشکیل داده‌اند. این لایه خود بر رویِ لایه‌ای کاملاً مشابه قرار گرفته‌است و به این ترتیب، چهارمین الکترونِ ظرفیت نیز یک پیوندِ شیمیایی داده‌است، اما این پیوندِ این الکترونِ چهارم، از نوعِ پیوندِ واندروالسی است که پیوندی ضعیف است. به همین دلیل لایه‌هایِ گرافیت به راحتی بر رویِ هم سر می‌خورند و می‌توانند در نوکِ مداد به کار بروند. گرافین ماده‌ای است که در آن تنها یکی از این لایه‌هایِ گرافیت وجود دارد و به عبارتی چهارمین الکترونِ پیوندیِ کربن، به عنوان الکترونِ آزاد باقی مانده‌است.
  2. گرافین خالص تک لایه ازخود خواص شبه فلزی نشان می‌دهد. این سامانه جدید حالت جامد به واسطه این خواص فوق العاده به عنوان کاندید بسیار مناسب برای جایگزینی سیلیکان در نسل بعدی قطعه‌های فوتونیکی و الکترونیکی در نظر گرفته شده است. چگالی حامل بار در گرافین از مر تبه ۱۰۱۳ بر سانتی متر مربع با تحرک پذیری تقریباً 15000 cm۲/V.s و[۷] با مقاومتی از مرتبه ۶-۱۰ اهم-سانتی‌متراست
  3. لوله شدن تک لایه گرافیتی حول یک محور نانو لوله کربنی شبه یک بعدی و اگر به صورت کروی پیچانده شود فلورین شبه صفر بعدی را شکل میدهد. 5-10 لایه گرافن>> گرافین کم لایه بین 20-30 لایه گرافن چند لایه، ضخیم (نانو بلورهای نازک گرافیتی
  4. Atomic force microscopy (AFM) که در مطالعه اولیه خود گرافن که AFM نشان داد که برخی از لایه های گرافن خود ضخامت تنها 0.4 نانومتر بود. در حال حاظر کلیه بررسی ها بر روی این غشا با اندازه 0.335nm در نظر گرفته می شود. Afm برای بدست آوردن تعداد لایه های گرافن استفاده می شود.
  5. پنج عدد 95$
  6. مورد استفاده در صنایع هوایی و وسایل نقلیه...
  7. کلیه محاسباتی که در اینجا گفته می شود با استفاده از تئوری تابع چگالی است. با استفاده از نظریه density functional theory
  8. با استفاده از نظریه density functional theory
  9. شبکه
  10. انرژی پتانسیل در ثابت های شبکه در حالت unrelaxed و حالت واقعی متفاوت است و با توجه به جداول و موجود این ثوابت را می توان بدست آورد. البته باتوجه به اندازه اتمها در سلول واحد. نتایج در دو جدول موجود نشان می دهد: ثابت های شبکه ARMCHAIR نسبت به حالت ZIGZAG در حالت آزاد.
  11. نمودار شکل 4 برای پیدا کردن مدول یانگ استفاده می شود.(در یک درصدی کرنش محوری) در هر دو ساختار نمودار های بدست آمده پیش بینی قابل توجهی در تاثیر اندازه بر روابط تنش کرنش با کاهش Nanoribbon حاکثر استحکام zigzagNanoribbon برجسته تر می شود.که رسیدن نانو زیگزاگ به حداکثر استحکام خود وابسته به اندازه نیست. در مقابل ArmchairNanoribbon کرنش مربوط به حداکثر استحکام به اندازه اش وابسته است. شکل 5 نمودار مدول یانگهای Nanoribbon می باشد.
  12. با افزایش عرض در حالت ANGR نسبت پوآسون خود را کاهش می دهد. که این نسب پوآسون نسبت به پوآسون گرافن همگرا است.
  13. پس خواص مکانیکی آن دیگر مختص به هیچکدام از حالات ذکر شده نیست و به صورت ترکیبی از هردو آنها است.
  14. شکل چپ: نانوربان کایرل گرافن در برابر فشار طولی در زوایای مختلف و ترسیم نسبت پوآسون ها...
  15. با12% فشار نقص پنج و هفت ضلعی در لبه های بالا تولید می شود. با 16% فشار اشکال پنج ضلعی در پایین تشکیل می شود و هفت ضلعی ها به هشت ضلعی تبدیل می شوند. ناحیه شکست در امتداد ترکیبی از جاهات A وZ میباشد. هسته بوجود آمدن در A وZ مشخص نیست.
  16. Department of Mechanical Engineering & Engineering Science, University of North Carolina at Charlotte, Charlotte, NC 28223, United States گروه مهندسی مکانیک و علوم مهندسی، دانشگاه کارولینای شمالی در شارلوت، شارلوت، NC 28223، ایالات متحده