مطالعه عبور الكترون از سدهاي پتانسيلي واقع بر ساختارهاي گرافني تك لايه

كارشناسي ارشد

كربن ماده اوليه زندگي و پايه اي براي شيمي تمام موجودات زنده محسوب مي شود. تنوع و انعطاف پيوند هاي كربن باعث شده تا تعداد نامحدودي از ساختارهاي مختلف با خصوصيات فيزيكي كاملاً متفاوتي از اين عنصر در طبيعت وجود داشته باشند. يك از اين ساختارها كه به صورت لايه اي از اتمهاي كربن در يك شبكه شش وجهي ارايش يافته، گرافن است. كشف گرافن 60 سال طول كشيد تا از پيش بيني هاي بحث برانگيز به كشف موفقيت آميز گرافن از گرافيت برسد. بخاطري كه باور فيزيكدانان بر آن بود كه نمي تواند يك ساختار كاملاً دوبعدي پايدار(يك تك لايه از اتم ها) ساخته شود، و تئوري مرمن واگنر با وجود يك تك لايه اي از اتم ها مخالف بود. تئوري مرمن واگنر نشان مي دهد كه انقباض سطح باعث نابود شدن نظم بلند برد بلورهاي دو بعدي مي شود. در سال 2004 پژوهشگران دانشگاه منچستر به سرپرستي گيم و نووسلوف موفق به توليد گرافن در آزمايشگاه شدند. گرافن، اولين نمونة بلور دو بعدي واقعي است، كه تنها شامل يك لايه از اتمهاي كربن است. اينكه گرافن يك نيمه رساناي بدون گاف انرژي با خواص الكتروني منحصر به فرد است، پيامد اين حقيقت است كه حامل هاي بار در گرافن از يك رابطه پاشندگي خطي تبيعت مي كنند بنا بر اين الكترونها در گرافن مانند ذرات نسبيتي بدون جرم رفتار مي كنند. و معادله حاكم بر رفتار شبه ذرات درون گرافن با تقريب بسيار خوبي معادله نسبيتي ديراك است. اين نتايج منجر به بروز خواص فوق العاده ويژه اي در گرافن مي شود مانند اثر كوانتومي غير عادي هال و عدم جايگذيدگي و همچنين ميان فيزيك ماده چگال والكتروديناميك كوانتومي پلي برقرار مي كند. فرميون هاي ديراك مي توانند در سدهاي عريض و طويل الكتروستاتيك، با احتمال نفوذ بالا، نفوذ كنند، در اين تحقيق نشان داده مي شود كه فرميون هاي بي جرم ديراك مي توانند از سدهاي رد شود بدون اين كه سد ببيند. در زواياي مختلف احتمال عبور از سد بررسي مي شود.

194706

دانشگاه علم و صنعت ايران

حالت جامد و ماده چگال

دكتر سيد ادريس فيض آبادي