توضیحات
عنوان فارسی: مقاله الکترونیک گرافن مواد، تجهیزات و مدارات
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:
Graphene Electronics Materials, Devices, and Circuits
این مقاله استفاده یک ترانزیستور در میکسر RF چهار پورت را نمایش میدهد. این میکسر قادر به عمل در فرکانس تا 10 گیگا هرتز است.
چکیده:
گرافن یک لایه اتمی دو بعدی از اتم کربن با خواص منحصر بفرد حمل و نقلهای الکترونیکی مانند سرعت فرمی بالا، تحرک حامل برجسته و سرعت اشباع حامل بالا میباشد. گرافن یک نامزد بسیار عالی برای برنامههای کاربردی پیشرفته در الکترونیک آینده است. به طور خاص در حال حاضر پتانسیل گرافن در الکترونیک آنالوگ سرعت بالا به طور گسترده پرداخته شده است. در این مقاله ما به طور خلاصه ساختار پایه الکترونیک و ویژگیهای حمل و نقل گرافن، سنتز آن در مقیاس بزرگ، نقش تماس فلز گرا، سنتز آن در مقیاس بزرگ، نقش تماس فلز گرافن میپردازیم.
ترانزیستور اثر میدانی (FET) و ساخت تجهیزات (از جمله مسائل مربوط به گیت ایزولاتور) و سپس تمرکز بر ویژگیهای الکتریکی و وعده ترانزیستور گرافن فرکانس بالا با رکورد بالای فرکانس قطع، حداکثر فرکانس قطع، حداکثر فرکانس نوسان و ولتاژ گین را مورد بحث قرار دادهایم. در نهایت ما به طور خلاصه به اولین گرافن مدارات مجتمع (IC) در شکل میکسرها و تقویت کنندههای ولتاژ میپردازیم.
مقدمه:
گرافن یک لایه دو بعدی از اتمهای کربن است که بلوک دستورالعمل گرافیت 3 بعدی را میسازد. (شکل1-الف)
شکل 1: چپ به راست: شبکه گرافن، ساختار الکتریکی باندها، نمایش خطی در انرژی پایین، اجزای pseudospin، و چگالی حالات و چگالی حالات (DOS) وابسته به انرژی
از گذشته تا به امروز گرافیت به صورت معروفی شناخته شده است و در مواد از آن استفاده شده است. یک لایه گرافن تنها جداسازی نبوده و اخیرا مورد مطالعه قرار گرفته است. گرافن با چند تکنیک شیمیایی مختلف در سال 1960 و 1970 ساخته میشد ولی در سال 2004 وقتی K.S.Novoselov و A.K.Gaim و همکارانش در دانشگاه منچستر یک تکنیک سادهای به وجود آوردند که این تکنیک شامل رویه سازی مکانیکی گرافیت در جداسازی لایههای تنهای گرافن میشد. توانایی پوسته گرافن تولید ساختن مطالعه یک سری جزئیات ممکن و ارتباط با بهره بزرگ و فعالیت شدید در گرافن جستجوی جریان خارجی.
گرافن یک موادی است با جزئیات انتقال الکترونیکی بی مانند به صورت سرعت فرمی بالا، تحرک حامل برجسته و یک سرعت اشباع حامل اکثریت. این جزئیات با ضرایب حرارتی عالی، قدرت مکانیکی بالا، نازکی و ضخامت کم و انعطاف پذیری خوب کامل شدهاند. این مشخصات گرافن را یک نامزد عالی برای کاربردهای پیشرفته در الکترونیک آینده ساخته است.
به طور خاص امروزه پتانسیل گرافن در الکترونیک آنالوگ سرعت بالا به طور گستردهای مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، ما به طور خلاصه به بحث در مورد ساختار الکترونیکی پایه و جزئیات انتقال گرافن، سنتزهای آن در مقیاس بزرگ، نقش تماس گرافن-فلز و ساخت تجهزات ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) (شامل مشکلات جداکننده (عایق) گیت) پرداخته و در آخر بر روی کاراکترهای برقی و مدارات و ترانزیستورهای گرافنی بالا تمرکز میکنیم.
۲) ساختار الکترونیکی و انتقال در گرافن:
الکترونهای ظرفیت اتمهای کربن در گرافنهای SP2 هستند که با فرم اوربیتالهای کربن Pz گسترده سیستم π-الکترون تمدید شده است که برای انتقال انرژی پائین و جزئیات نوری گرافن مسئول است. اتمهای کربن به شکل شبکه کندو عسل ششتایی همراه با دو اتم A و B در هر یونیت سل (Unit Cell) میباشند (مشاهده شکل 1-الف). ساختار باند الکترونیکی گرافن در مقالات [16] و [17] به صورت نزدیکی محاسبه و در شکل (1-ب) نمایش داده شده است. پیوند π-ناحیه باند ظرفیت و ضد پیوند π*- ناحیه باند هدایت را ساختهاند. این 2 باند در 6 نقطه با هم در تماساند که آن نقطه دیراک (Dirac) یا نقطه خنثی گفته میشود. این 6 نقطه اجازه کاهش جفت K و K’ را داده است که هر یک به دیگری وابسته است. اگر ما خودمان را محدود به انرژی پائین که در انتقال الکترون بسیار مناسب هستند بکنیم، این باندها دارای یک انتشار و پراکندگی خطی میشوند که همان سرعت فرمی است. در اینجا ساختار باند را میتوان مانند دو مخروط که در نقطه دیراک (EDirac) به هم چسبیدهاند نمایش داد. این رفتار نتیجه دیراک حقیقی است که ناحیه π و *π در آن قائم هستند و میتوانند به نرمی بدون دفع یا بازشدگی باند گاف از آن عبور کنند. به دلیل نداشتن باند گاف، گرافن را معمولا به عنوان نیمه هادی با گاف صفر یا به بیان بهتر به عنوان شبه فلز معرفی میکنند. بنابراین از آنجا که ساختار نواری مشابه نقطه دیراک است، الکترون و حفرههای خالص که در گرافن آزاد هستند باید خصوصیات مشابه داشته باشند. چگالی حالت (DOS) مانند قانون گاز الکترون 2 بعدی (2DEG) همراه با انرژی پایدار نیست ولی باعث خطی بودن آن با انرژی کناری EDirac میشود.
توجه
- برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
- پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.