223-6.jpg

سایت آزمون دکتری ( www.PhdAzmoon.Net ) –  پژوهشگران کشورمان یک نوع حسگر فشار در مقیاس نانومتری را با استفاده از چیدمان خاصی از گرافن پیشنهاد کرده و امکان آن را به‌ صورت نظری مورد بررسی قرار داده‌اند؛ این حسگر می‌تواند در صنایعی همچون پزشکی، نظامی و اتومبیل‌سازی کاربرد داشته باشد.

به گزارش پی اچ دی آزمون به نقل از سرویس علمی ایسنا، دکتر نیره قبادی، محقق طرح در این باره اظهار کرد: گرافن به دلیل خواص عالی مکانیکی، الکترونیکی، فیزیکی و حرارتیش توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. از خواص خوب مکانیکی این ماده می‌توان به استحکام در برابر شکست بسیار بالا و انعطاف‌پذیری ۲۰ درصدی آن اشاره کرد. این خواص موجب شده گرافن به‌عنوان یکی از مواد پایه‌ مورد استفاده در سیستم‌های الکترومکانیکی از جمله حسگرهای فشار معرفی شود.

قبادی هدف از انجام این پژوهش را طراحی و انجام محاسبات نظری مربوط به یک حسگر فشار با حساسیت بالا با استفاده از نانوصفحات گرافن و نیترید بور عنوان کرد.

وی افزود: این حسگر می‌تواند از حساسیت و رنج کاری به‌مراتب بالاتری نسبت به حسگرهای گرافنی مرسوم برخوردار باشد. همچنین فرایند ساخت این حسگرها بسیار ساده است و ابعاد این حسگر در مقیاس نانومتری خواهد بود.

قبادی تصریح کرد: اساس این حسگر بر ترکیب دو ماده‌ دوبعدی با ضخامت صفحات نانومتری بنا نهاده شده است. بدین‌صورت که بین دو صفحه‌ گرافن صفحات نیترید بور قرار داده می‌شود. اعمال فشار به صفحه گرافن بالایی موجب تغییرات فاصله‌ بین صفحات نیترید بور و در نتیجه تغییر جریان تونل زنی حامل‌ها بین صفحات نیترید بور می‌شود. تغییر جریان به دلیل همین تغییرات فاصله به‌صورت نمایی خواهد بود و می‌تواند معیاری برای سنجش فشار به حساب آید.

محقق طرح خاطرنشان کرد: نتایج محاسبات نظری و مدل‌سازی بیانگر این است که رنج کاری خطی این حسگر می‌تواند به ۳۰ گیگاهرتز برسد که بسیار بزرگ‌تر از رنج کاری حسگرهای پیزومقاومتی است. همچنین حساسیت این حسگر به حدود ۱۳۰۰ pA/A/Pa خواهد رسید.

نتایج این تحقیقات که حاصل تلاش‌های دکتر نیره قبادی، عضو هیأت علمی دانشگاه زنجان و دکتر مهدی پورفتح، عضو هیأت علمی دانشگاه تهران است، در مجله‌ IEEE Electron Device Letters منتشر شده است.