خواص الکتریکی نانولوله های کربنی زیگزاگ

اختصاصی از فی ژوو خواص الکتریکی نانولوله های کربنی زیگزاگ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

خواص الکتریکی نانولوله های کربنی زیگزاگ 

86 صفحه در قالب word

چکیده:

پس از کشف نانولوله­ های کربنی توسط ایجیما و همکارانش بررسی­ های بسیار زیادی بر روی این ساختارها در سایر علوم انجام شده است. این ساختارها به دلیل خواص منحصر به فرد مکانیکی و الکتریکی که از خود نشان داده­اند جایگزین مناسبی برای سیلیکون و ترکیبات آن در قطعات الکترونیکی خواهند شد. در اینجا به بررسی خواص الکتریکی نانولوله­ های کربنی زیگزاگ که به عنوان یک کانال بین چشمه و دررو قرار داده شده پرداختیم و نحوه­ی توزیع جریان در ترانزیستور­های اثر میدانی  را در شرایط دمایی و میدان­های مختلف بررسی کرده ایم. از آنجایی که سرعت خاموش و روشن شدن ترانزیستور برای ما در قطعات الکترونیکی و پردازنده­ های کامپوتری از اهمیت ویژه­ای برخوردار است،  انتخاب نانولوله­ای که تحرک پذیری بالایی داشته باشد بسیار مهم است. نتایج بررسی­ها نشان می­دهد تحرک پذیری الکترون در نانولوله­­های کربنی متفاوت به ازای  میدان­های مختلفی که در طول نانولوله­ ها اعمال شود، مقدار بیشینه ­ای را خواهد گرفت. بنا بر این در طراحی ترانزیستورها با توجه به مشخصه­ های هندسی ترانزیستور و اختلاف پتانسیلی که بین چشمه و دررو آن اعمال  می­شود باید  نانولوله­ای را انتخاب کرد که تحرک پذیری مناسبی  داشته باشد.

واژه های کلیدی

نانولوله­ ی کربنی،  ترانزیستور اثر میدانی، مدل ثابت نیرو ،  تحرک­پذیری الکترون

فهرست مطالب

مقدمه. 1

فصل اول. 3

مقدمهای بر کربن و اشکال مختلف آن در طبیعت و کاربرهای آن. 3

1-1 مقدمه. 3

1-2 گونه های مختلف کربن در طبیعت.. 4

1-2-1 کربن بیشکل. 4

1-2-2 الماس... 4

1-2-3  گرافیت.. 5

1-2-4 فلورن و نانو لولههای کربنی.. 5

1-3 ترانزیستورهای اثر میدانی فلز- اکسید - نیمرسانا و ترانزیستور های اثرمیدانی نانولولهی کربنی.. 8

فصل 2. 11

بررسی ساختار هندسی و الکتریکی گرافیت و نانولولههای کربنی.. 11

2-1 مقدمه. 11

2-2 ساختار الکترونی کربن.. 12

2-2-1 اربیتال p2 کربن.. 12

2-2-2 روش وردشی.. 13

2-2-3 هیبریداسون اربیتالهای کربن.. 15

2-3 ساختار هندسی گرافیت و نانولولهی کربنی.. 19

2-3-1 ساختار هندسی گرافیت.. 19

2-3-2 ساختار هندسی نانولولههای کربنی.. 22

2-4 یاختهی واحد گرافیت و نانولولهی کربنی.. 26

2-4-1 یاختهی واحد صفحهی گرافیت.. 26

2-4-2 یاخته واحد نانولولهی کربنی.. 27

2-5 محاسبه ساختار نواری گرافیت و نانولولهی کربنی.. 29

2-5-1 مولکولهای محدود. 29

2-5-2 ترازهای انرژی گرافیت.. 31

2-5-3 ترازهای انرژی نانولولهی کربنی.. 33

2-5-4 چگالی حالات در نانولولهی کربنی.. 37

2-6 نمودار پاشندگی فونونها در صفحهی گرافیت و نانولولههای کربنی.. 38

2-6-1 مدل ثابت نیرو و رابطهی پاشندگی فونونی برای صفحهی گرافیت.. 39

2-6-2 رابطهی پاشندگی فونونی برای نانولولههای کربنی.. 46

فصل 3. 48

پراکندگی الکترون فونون. 48

3-1 مقدمه. 48

3-2 تابع توزیع الکترون. 49

3-3 محاسبه نرخ پراکندگی کل. 53

3-4 شبیه سازی پراکندگی الکترون – فونون. 56

3-6 ضرورت تعریف روال واگرد. 59

فصل 4. 62

بحث و نتیجه گیری.. 62

4-1 مقدمه. 62

4-2 نرخ پراکندگی.. 62

4-3 تابع توزیع در شرایط مختلف فیزیکی.. 64

4-4 بررسی سرعت میانگین الکترونها، جریان، مقاومت و تحرک پذیری الکترون. 66

4-4-1 بررسی توزیع سرعت در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا 66

4-4-2 بررسی جریان الکتریکی در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا 68

4-4-3 بررسی مقاومت نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا 68

4-4-3 بررسی تحرک پذیری الکترون در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا 69

نتیجه گیری.. 71

پیشنهادات.. 72

ضمیمه ی (الف) توضیح روال واگرد. 73

منابع. 75

چکیده انگلیسی.. 78

مقدمه

با گذر زمان و پیشرفت علم و تکنولوژی نیاز بشر به کسب اطلاعات و سرعت پردازش و ذخیره سازی آنها به صورت فزاینده­ای بالا رفته است. گوردن مور[1] معاون ارشد شرکت اینتل در سال 1965  نظریه­ای ارائه داد مبنی بر اینکه در هر 18 ماه تعداد ترانزیستورهایی که در هر تراشه به کار می­رود دو برابر شده و اندازه آن نیز نصف می­شود [1]. این کوچک شدگی نگرانی­هایی را به وجود آورده است. بر اساس این نظریه در سال 2010 باید ترانزیستورهایی وجود داشته باشد که ضخامت اکسید درگاه که یکی از اجزای اصلی ترانزیستور است به کمتر از یک نانومتر برسد. بنا بر این باید بررسی کرد، اکسید سیلیسیم به عنوان اکسید درگاه در ضخامت تنها کمتر از یک نانومتر انتظارات ما را در صنایع الکترونیک برآورده می­کند یا نه. در راستای همین تحقیقات گروه دیگری از دانشمندان به بررسی نیترید سیلیکون به عنوان نامزد جدیدی برای اکسید درگاه پرداختند و نشان دادند که این ماده می تواند جایگزین مناسبی برای اکسید سیلیکون باشد [2]. جهت تولید ترانزیستورهای نسل امروز احتیاج به دانشی داریم که بتوانیم در ابعاد نانو تولیدات صنعتی از تراشه­ها را داشته باشیم. بنا بر این توجه جوامع علمی و اقتصادی جهان بر این شاخه از علم که به فن آوری نانو[2] معروف است، جلب شده است. در این بین نانولوله­های کربنی به دلیل خواص منحصر به فرد الکتریکی و مکانیکی که از خود نشان داده اند توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده­اند [3و4].

در راستای این تحقیقات ما به بررسی خواص الکتریکی نانولوله­های کربنی پرداخته­ایم. بسیاری از دانشمندان بر این باور هستند که نانولوله­های کربنی به دلیل قابلیت رسانش ویژه یک بعدی جای مواد سیلیکونی در تراشه­های نسل آینده را خواهند گرفت [5و6].

فصل اول

مقدمه ­ای بر کربن و اشکال مختلف آن در طبیعت و کاربرد­های آن

1-1 مقدمه

 کربن با عدد اتمی 6 در گروه ششم جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر ترکیب اصلی موجودات زنده را در بر گرفته است. بنا بر این بیشتر دانشمندان سعی می­کنند ترکیبات کربنی را در شاخه ­ی شیمی آلی بررسی کنند. این عنصر از دیر باز برای انسان به صورت دوده و ذغال چوب شناخته شده بود. گونه ­های متفاوت دیگری از کربن نیز وجود دارند که تفاوت این گونه ­ها صرفاً به شکل گیری اتم­های کربن نسبت به هم یا به ساختار شبکه­ای آن­ها بر می­گردد.

1-2 گونه های مختلف کربن در طبیعت

        انواع گوناگون کربن که تاکنون مشاهده شده­اند به صورت زیر می باشد.

1-2-1 کربن بی­ شکل

از سوختن ناقص بسیاری از هیدروکربن­ها و یا مواد آلی (مثل چوب یا پلاستیک) ماده سیاه رنگی به جا می­ماند که کربن بی­شکل یا آمورف نام دارد. این ماده که پس مانده­ی سوخت ناقص مواد آلی است از دیر باز جهت تولید انرژی بشر قرار می­گرفت.  ذغال چوب و ذغال سنگ از انواع مواد کربن بی شکل هستند که انسان با سوزاندن آن­ها انرژی زیادی را بدست می­آورد.

1-2-2 الماس

الماس گونه­ی شناخته شده دیگری از کربن می­باشد که دارای ساختار بلوری منظمی است. در این ساختار هر اتم کربن با چهار اتم کربن دیگر پیوند برقرار می­کند. اتم­های الماس در یک شبکه  با ثابت شبکه  قرار دارند. طول پیوند کربن – کربن در این ساختار برابر  گزارش شده است [7]. این ماده به دلیل سختی بالا تمام عناصر موجود در طبیعت را می­خراشد و از این رو در تراش فلزات سخت، سرامیک­ها و شیشه از آن استفاده می­کنند. این ماده به دلیل درخشش بالایی که دارد از دیرباز در جواهر آلات نیز مورد استفاده قرار می­گرفته است.

1-2-3  گرافیت

بررسی دقیق هندسی و خواص الکتریکی گرافیت را در فصل بعد انجام خواهیم داد. در اینجا فقط به معرفی این ماده به عنوان یکی از گونه­های کربن در طبیعت اکتفا می­کنیم. گرافیت از دیر باز جهت نوشتن به کار می­رفته است. گرافیتی که در طبیعت یافت می­شود معمولا دارای ناخالصی­هایی می­باشد و کربن خالص نیست.

 1-2-4 فلورن و نانو لوله­های کربنی

در سال 1985 ریچارد اسملی[1] ساختاری جدید از کربن را کشف کرد که فلورن نامگذاری شد [8].  اولین فلورنی بود که کشف شد. این ملکول همانند یک توپ فوتبال کروی است و شامل 60 اتم کربن می­باشد که در گوشه­های شش ضلعی­های منتظم و تعدادی مشخص پنج ضلعی قرار دارد. سطح یک کره را نمی­توان تنها با شش ضلعی­های منتظم پوشش داد بنا بر این اتم­های کربن جهت قرار گیری بر روی یک سطح کروی ناچار هستند در بعضی از مکان­ها تشکیل پنج ضلعی بدهند. مولکول  متشکل از ساختاری با 20 شش ضلعی و 12 پنج ضلعی است [7].

بعد از گزارش کشف مولکول  دانشمندان زیادی شروع به انجام آزمایش­های جدید جهت ساخت مولکول­های جدید از کربن کردند. سرانجام در سال 1991 ایجیما[2] موفق به کشف نانولوله­های چند   دیواره­ی کربنی[3] شد [9]. دوسال بعد از گذارش کشف نانولوله­های کربنی چند دیواره، ایجیما و همکارانش

موفق به ساخت نانولوله­های کربنی تک دیواره[4] شدند [10و11]. نانولوله­های کربنی به دلیل خواص الکتریکی جالبی که دارند در قطعات الکتریکی موارد استفاده زیادی می­توانند داشته باشند. این مواد به دلیل رسانش یک­بعدی در مقیاس نانو می­توانند جاگزین مناسبی برای فلزات و یا نیمرسانا­ها باشند.

 

ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است

متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است

پاورپوینت درباره نانولوله های کربنی از سنتزتا کاربرد

اختصاصی از فی ژوو پاورپوینت درباره نانولوله های کربنی از سنتزتا کاربرد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل :power point( قابل ویرایش) تعداد اسلاید: 53 اسلاید

nاگر قبول کنیم که روش‌های تولید به کمک فناوری نانو به دوران طلایی خود رسیده است باید نانولوله‌های کربنی را بچه‌های طلایی این دوران به شمار آوریم. خواص منحصر به فرد (مکانیکی- الکترونیکی- شیمیایی- مغناطیسی- ) این مواد رویایی موجب شده است که قابلیت‌های کاربردی زیادی برای آن ها به وجود آید. پیش‌بینی یک بازار 12 میلیارد دلاری در مدت 5 سال ( 2002تا 2007) حاکی از آن است نانولوله‌های کربنی تأثیر بیشتری از ترانزیستور در جامعه امروزی خواهند داشت. خبرنامه فناوری نانو در راستای رسالت مشخص خود، مطالعات مختلف وگسترده ای را در زمینه نانو لوله ها صورت داده و آن ها را به صورت خبر یا مقاله (در ماه نامه و سایت ستاد) در دسترس علاقه مندان قرار داده است. در تحقیق حاضر با بررسی تمامی مقالات و خبرهای منتشر شده در100 شماره پیشین خبرنامه، ضمن جمع‌بندی خلاصه ویژگی‌ها و موانع تولید نانولوله‌ها، روند حاکم بر این محصول از سنتز تا کاربرد به طور اجمالی ارائه شده است.

nاگر قبول کنیم که روش‌های تولید به کمک فناوری نانو به دوران طلایی خود رسیده است باید نانولوله‌های کربنی را بچه‌های طلایی این دوران به شمار آوریم. خواص منحصر به فرد (مکانیکی- الکترونیکی- شیمیایی- مغناطیسی- ) این مواد رویایی موجب شده است که قابلیت‌های کاربردی زیادی برای آن ها به وجود آید.

  پیش‌بینی یک بازار 12 میلیارد دلاری در مدت 5 سال ( 2002تا 2007) حاکی از آن است نانولوله‌های کربنی تأثیر بیشتری از ترانزیستور در جامعه امروزی خواهند داشت.

  خبرنامه فناوری نانو در راستای رسالت مشخص خود، مطالعات مختلف وگسترده ای را در زمینه نانو لوله ها صورت داده و آن ها را به صورت خبر یا مقاله (در ماه نامه و سایت ستاد) در دسترس علاقه مندان قرار داده است. در تحقیق حاضر با بررسی تمامی مقالات و خبرهای منتشر شده در100 شماره پیشین خبرنامه، ضمن جمع‌بندی خلاصه ویژگی‌ها و موانع تولید نانولوله‌ها، روند حاکم بر این محصول از سنتز تا کاربرد به طور اجمالی ارائه شده است.

(آشنایی با لمپس) شبیه سازی نانوسیال حاوی نانولوله کربنی و آب با پتانسیل ترکیبی Hybrid به کمک لمپس LAMMPS

اختصاصی از فی ژوو (آشنایی با لمپس) شبیه سازی نانوسیال حاوی نانولوله کربنی و آب با پتانسیل ترکیبی Hybrid به کمک لمپس LAMMPS دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

(آشنایی با LAMMPS) در این آموزش یک نانولوله کربنی در داخل آب با مدل TIP3P قرار گرفته است و این سیستم به کمک نرم افزار لمپس شبیه سازی شده است. نحوه شبیه سازی گام به گام گفته شده است. در این شبیه سازی از پتانسیل ترکیبی Hybrid استفاده شده است. زمان آموزش ۱ ساعت بوده و تمامی فایلها نیز همراه آموزش تقدیم خواهد شد. این شبیه سازی در سیستم عامل لینوکس ubuntu انجام شده است.

نانولوله های کربنی

اختصاصی از فی ژوو نانولوله های کربنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل: word(قابل ویرایش)تعداد صفحات143

سیستم‌های خنک کننده، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های کارخانه‌ها و صنایعی مانند میکروالکترونیک و هر جایی است که به نوعی با انتقال گرما روبه‌رو باشد. با پیشرفت فناوری در صنایعی مانند میکروالکترونیک که در مقیاس‌های زیر صد نانومتر عملیات‌های سریع و حجیم با سرعت‌های بسیار بالا (چند گیگا هرتز) اتفاق می‌افتد و استفاده از موتورهایی با توان و بار حرارتی بالا اهمیت به سزایی پیدا می‌کند، استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته و بهینه، کاری اجتناب‌ناپذیر است. بهینه‌سازی سیستم‌های انتقال حرارت موجود، در اکثر مواقع به وسیله افزایش سطح آنها صورت می‌گیرد که همواره باعث افزایش حجم و اندازه این دستگاه‌ها می‌شود؛ لذا برای غلبه‌ بر این مشکل، به خنک کننده‌های جدید و مؤثر نیاز است و نانو سیالات به عنوان راهکاری جدید در این زمینه مطرح شده‌اند. نانوسیالات به علت افزایش قابل توجه خواص حرارتی، توجه بسیاری از دانشمندان را در سال‌های اخیر به خود جلب کرده است، به عنوان مثال مقدار کمی (حدود یک درصد حجمی) از نانوذرات مس یا نانولوله‌های کربنی در اتیلن گلیکول یا روغن به ترتیب افزایش 40 و 150 درصدی در هدایت حرارتی این سیالات ایجاد می‌کند [2] [3]؛ در حالی که برای رسیدن به چنین افزایشی در سوسپانسیون‌های معمولی، به غلظت‌های بالاتر از ده درصد از ذرات احتیاج است؛ این در حالی است که مشکلات رئولوژیکی و پایداری این سوسپانسیون‌ها در غلظت‌های بالا مانع از استفاده گسترده از آنها در انتقال حرارت می‌شود. در برخی از تحقیقات، هدایت حرارتی نانوسیالات، چندین برابر بیشتر از پیش‌بینی تئوری‌ها است. از دیگر نتایج بسیار جالب، تابعیت شدید هدایت حرارتی نانوسیالات از دما [4] [5] و افزایش تقریباً سه برابری فلاکس حرارتی بحرانی آنها در مقایسه با سیالات معمولی است.

فهرست مطالب :
چکیده 1
مقدمه: 3
فصل اول :
1. تولید نانولوله های کربنی با سوزاندن گیاهان: 6
فصل دوم :
1. انتقال گرما به وسیله نانوسیالات 9
2 . تهیه نانوسیالات 11
3 . انتقال حرارت در سیالات ساکن 13
4 . جریان، جابه‌جایی و جوشش 16
5 . هدایت حرارتی نانوسیال 18
6 . چشم‌انداز 19
فصل سوم :
1. محققان با نانو لوله‌های کربن نخستین مدارالکترونیک تک مولکولی را ساختند : 22
2. پژوهشگران ایرانی موفق به افزایش شار و انرژی مغناطیسی نانوآلیاژ مغناطیسی شدند: ................................................................................................................................................23
3. نانولوله‌های پلیمری پایدار با کاربردهای نانو زیست‌فن‌آوری تولید شد : 26
فصل چهارم :
1. خوردگی در جهان نانو : 30
3. فناوری نانو چیست و چه اثری در آینده جهان خواهد داشت؟ 32
4. حفظ خواص نانولوله‌های کربنی متصل شده با افزودن هیدروژن (86/01/19 ) 39
5. روشی برای تلخیص نانو لوله های نارس (86/01/28 ) 41
6. ساخت نانو مدارهای رایانه‌ای نانو لوله ای (86/02/01 ) 42
7. رشد قطعات بریده شده نانولوله‌های کربنی (85/10/29 ) 42
8. مشاهده نانولوله‌های کربنی با پرتوهای الکترونی (85/03/01 ) 46
9. انحناپذیری نانولوله‌ها، عاملی جهت کلیدزنی (84/09/13 ) 49
10. ساخت جلیقه‌های ضدگلوله به کمک نانولوله‌کربنی (85/11/08 ) 51
11. نانو لوله‌های کربنی جاذب با آستانه تراوایی کمتر (84/06/03 ) 54
فصل پنجم :
1. جابه‌جایی شکاف انرژی نانولوله‌های کربنی با دما (85/02/27 ) 57
2. عامل‌دار کردن نانولوله‌ها بدون کاهش هدایت الکتریکی آنها (85/07/17 ) 58
3. غیرسمی‌کردن نانو لوله‌های کربنی با پوشش‌دار کردن آنها (85/03/10 ) 60
4. خالص‌سازی نانولوله‌های کربنی از طریق فرآیند مبتنی بر لیزر (85/10/30 ) 63
5. رشد نانو لوله‌های کربنی با روش CVD در دمای پایین (85/06/07 ) 66
فصل ششم :
1. پر نمودن نانو لوله های نیترید بور (82/04/04 ) 68
2. نانو لوله‌های کربنی داغترین موضوع در فیزیک (85/03/03 ) 69
3. تولید نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره به وسیله یک فرآیند پلاسمای منحصر به فرد 84/02/25 ) 71
4. معرفی پایان نامه :سنتز نانولوله‌‌های کربنی با روش رشد بر روی پایة کاتالیست آلومینا (85/12/24 ) 73
5. تشخیص و شناسایی بخارهای شیمیایی به کمک نانولوله‌های کربنی (84/02/21 ) 75
روبرت ای فریتاس 77
6. نخستین کنگره بین المللی نانو فناوری و کابردهای آن 78
7. نانولوله کربنی 82
8. نانولوله‌های کربنی خالص و اولین آزمایش درون بدن موجود زنده (85/10/17 ) 83
9. کاربرد نانولوله‌ها در پیل‌های خورشیدی 86
فصل هفتم 95
1. تأثیر فناوری‌نانو بر بازارهای انرژی ‏ (85/12/24 ) 96
3. سنتز نانولوله‌‌های کربنی با روش رشد بر روی پایه کاتالیست آلومینا 100
4. نانولوله‌های کربنی خالص و اولین آزمایش درون بدن موجود زنده (85/10/17 ) 101
واکنش‌های جدید 106
مسیر انتقال کوتاه 111
5. مزایای الکترودهای نانوساختار برای تجهیزات ذخیره انرژی پرسرعت 115
6. استانداردسازی نانولوله‌های کربنی 115
7. چالش‌های استانداردسازی نانولوله‌های کربنی 118
9. روش‌ها و ابزار اندازه‌گیری برای مشخصه‌یابی نانولوله‌های کربنی 121
10. کش آمدن نانولوله‌های کربنی؛ زیربنای توسعه نسل آینده نیمه‌‌‌رساناها و نانوکامپوزیت‌ها (85/01/14 ) 129
11. ساخت نانوسیم‌های مقاوم با ساختار هیبریدی جدید (85/11/29 ) 130
12. نانو لوله کربنی ............................................................................................................................133
فصل هشتم :
1.خواص نانولوله کربنی.........................................................................................135
2.کاربرد نانوتیوب در صنعت ساختمان....................................................................135
3.دلایل رجحان نانولولة کربنی عبارتند از :...............................................................136
منابع ...........................................................................................................................141

مقدمه:
نانولوله‌های کربنی به عنوان یکی از دو جایگزین اصلی سیم‌ها در داخل تراشه‌ها و دیگر اجزاء الکترونیکی در دهه آینده مطرح هستند. این ساختارها نه تنها هادی خوبی برای الکتریسته هستند، بلکه فوق‌العاده کوچک‌اند، بطوری که به سازندگان اجازه استفاده از میلیاردها ترانزیستور را در یک تراشه می‌دهند.
امروزه نانولوله‌ها را می‌توان تنها در آزمایشگاه و به میزان اندک تولید کرد. دستیابی به روش‌های تولید انبوه، سالها به طول می‌انجامد.
در روش کاتالیست فلزی، نیکل، آهن یا کبالت همراه با اتمهای کربن تا ذوب شدن فلز حرارت داده می‌شوند، سپس نانولوله‌های تک‌دیواره بر روی سطح فلز مذاب تشکیل می‌شوند.
متأسفانه در این روش ذرات فلزی به نانولوله‌ها چسبیده و آنها را مغناطیسی کرده و برای استفاده در ترانزیستورها غیرقابل استفاده می‌گردانند. آویریس می‌گوید: "در هر نانولوله ذره‌ای از فلز وجود دارد که برای زدودن آنها باید نانولوله‌ها را در اسیدنیتریک جوشانید که این عمل باعث تخریب نانولوله‌ها می‌گردد."
در روش ابداعــی شرکتIBM نانولوله‌ها تخریب نمی‌شوند. پژوهشگران، کریستالی که از لایه‌های سیلیکون و کربن تشکیل یافته را تا 1650 درجة سانتیگراد حرارت دادند. این عمل باعث تبخیر سیلیکون و باقی ماندن لایه‌‌ای از کربن می‌گردد. از آنجا که کربن از قبل به سیلیکون متصل شده است، پس از تبخیر سیلیکون، برای پیوند با مواد دیگر آزاد می‌شود. در این حالت، پیوند کربن با خودش، موجب تشکیل لوله‌های کربنی می‍شود.
آویریس می‌گوید، ساختار اتمی که این لوله‌های کربنی اختیار می‌کنند بعداً به صورت الگویی برای آرایش لوله‌ها به کار می‌رود به طوری که می‌توان از آنها در ساخت پردازشگرها استفاده کرد. این ساختارها برای ایجاد ترانزیستور باید به صورت شبکه‌هایی از خطوط موازی تشکیل شوند.

دانلود تحقیق مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

اختصاصی از فی ژوو دانلود تحقیق مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوری  مشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی و  محیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشند  بیشتر توسعه یافته اند.
پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.
در این تحقیق از ثوابت میدان نیرویی بین اتمها و انرژی کرنشی و پتانسیل های موجود برای شبیه سازی رفتار نیرو های بین اتمی استفاده شده و به بررسی و آنالیز رفتار نانولوله های کربنی از چند دیدگاه  مختلف می پردازیم، و مدل های تدوین شده را به شرح زیر ارائه می نمائیم:
1.مدل انرژی- معادل
2.مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS
3.مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB
مدل های تدوین شده به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی نانولوله کربنی تک دیواره بکار گرفته شده است. در روش انرژی- معادل، انرژی پتانسیل کل مجموعه و همچنین انرژی کرنشی نانو لوله کربنی تک دیواره بکار گرفته می شود. خصوصیات صفحه ای الاستیک برای نانو لوله های کربنی تک دیواره برای هر دو حالت صندلی راحتی و زیگزاگ  در جهت های محوری و محیطی بدست آمده است.
در  مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS ، به منظور انجام محاسبات عددی،  نانو لوله کربنی با یک مدل ساختاری معادل جایگزین می شود.
در  مدل اجزاء محدود سوم، کد عددی توسط نرم افزار MATLAB تدوین شده که از روش اجزاء محدود برای محاسبه ماتریس سختی برای یک حلقه شش ضلعی کربن، و تعمیم و روی هم گذاری آن برای محاسبه ماتریس سختی کل صفحه گرافیتی، استفاده شده است.
اثرات قطر و ضخامت دیواره بر روی رفتار مکانیکی هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره و صفحه گرافیتی تک لایه  مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده می شود که مدول الاستیک برای هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره با افزایش قطر لوله بطور یکنواخت افزایش و با افزایش ضخامت نانولوله، کاهش می یابد. اما نسبت پواسون با افزایش قطر ،کاهش می یابد. همچنین منحنی  تنش-کرنش برای نانولوله تک دیواره صندلی راحتی پیش بینی و تغییرات رفتار آنها مقایسه شده است. نشان داده شده که خصوصیات صفحه ای در جهت محیطی و محوری برای هر دو نوع نانو لوله کربنی و همچنین اثرات قطر و ضخامت دیواره نانو لوله کربنی بر روی آنها یکسان می باشد. نتایج به دست آمده در مدل های مختلف یکدیگر را تایید می کنند، و نشان می دهند که هر چه قطر نانو لوله  افزایش یابد، خواص مکانیکی نانولوله های کربنی به سمت خواص ورقه گرافیتی میل می کند.
نتایج این تحقیق تطابق خوبی را با نتایج گزارش شده نشان می دهد.

فهرست مطالب

فهرست علائم
فهرست جداول
فهرست اشکال
چکیده1
فصل اول
مقدمه نانو3
1-1 مقدمه4
1-1-1 فناوری نانو4
1-2 معرفی نانولوله‌های کربنی5
1-2-1 ساختار نانو لوله‌های کربنی5
1-2-2 کشف نانولوله7
1-3 تاریخچه10
فصل دوم
خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی14
2-1 مقدمه15
2-2 انواع نانولوله‌های کربنی16
2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT)16
2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT)19
2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی21
2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره21
2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره24
2-4 خواص نانو لوله های کربنی25
2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن29
2-4-1-1 مدول الاستیسیته29
2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک33
2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها36
2-5 کاربردهای نانو فناوری39
2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی40
2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد41
2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی43
2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی46
2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی47
فصل سوم
روش های سنتز نانو لوله های کربنی 55
3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی56
3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی56
3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری58
3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD)59
3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD )61
3-1-5 رشد فاز  بخار62
3-1-6 الکترولیز62
3-1-7 سنتز شعله63
3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی63
3-2 تجهیزات64
3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی66
3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)67
3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM)68
3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM)70
3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM)70
3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM)71
فصل چهارم
شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته73
4-1 مقدمه74
4-2 مواد در مقیاس نانو75
4-2-1 مواد محاسباتی75
4-2-2 مواد نانوساختار76
4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو77
4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد77
4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد77
4-4 روش های شبیه سازی79
4-4-1 روش دینامیک مولکولی79
4-4-2 روش مونت کارلو80
4-4-3 روش محیط پیوسته80
4-4-4 مکانیک میکرو81
4-4-5 روش المان محدود (FEM)81
4-4-6 محیط پیوسته مؤثر81
4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی83
4-5-1 مدلهای مولکولی83
4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی)83
4-5-1-2 روش اب انیشو86
4-5-1-3 روش تایت باندینگ86
4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی87
4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها87
4-5-2-1 مدل یاکوبسون88
4-5-2-2 مدل کوشی بورن89
4-5-2-3 مدل خرپایی89
4-5-2-4 مدل  قاب فضایی92
4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته95
4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته97
4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل97
4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله98
4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله99
4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته99
4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته99
4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته99
4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته  100

فصل پنجم
مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی 102
5-1 مقدمه103
5-2 نیرو در دینامیک مولکولی104
5-2-1 نیروهای بین اتمی104
5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی105
5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی109
5-2-2 میدانهای خارجی نیرو111
5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته111
5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی113
5-4-1 مدل انرژی- معادل114
5-4-1-1 خصوصیات  محوری نانولوله های کربنی تک دیواره115
5-4-1-2 خصوصیات  محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره124
5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS131
5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود131
5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS141
5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB155
5-4-3-1 مقدمه155
5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته157
5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی158
5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان158
5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی161
5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای162
5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن163
5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه167
5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه168
فصل ششم
نتایج171
6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل172
6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره173
6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره176
6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS181
6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [182
6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره192
6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB196

فصل هفتم
نتیجه گیری و پیشنهادات 203
7-1 نتیجه گیری204
7-2 پیشنهادات206

شامل 234 صفحه word