چهارشنبه ۴ ارديبهشت ۱۳۹۸ | Wednesday 24 April 2019
ورود کاربران | EN | نقشه سایت

ورود به حساب کاربری

نام کاربری
رمز ورود
بخاطر سپردن شما در سیستم

آرشیو اخبار

سنتز گرافن به روش لایه برداری الکتروشیمیایی جهت استفاده در ساخت جوهر هادی

سنتز گرافن به روش لایه برداری الکتروشیمیایی جهت استفاده در ساخت جوهر هادی توسط محققان پژوهشگاه مواد و انرژی انجام گرفت.

به گزارش روابط عمومی پژوهشگاه، دکتر فریبا تاج آبادی عضو هیات علمی پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته و مجری این طرح گفت: در این تحقیق یک جوهر گرافنی از گرافن های ساخته شده با روش لایه برداری الکترو شیمیایی ساخته و خواص آن بررسی شد.

وی افزود: روش لایه برداری الکتروشیمیایی یکی از جدید ترین روش ها برای ساخت گرافن است که قابلیت ساخت گرافن در مقیاس زیاد و با محتوی اکسید کم را دارد. گرافن حاصل با غلظت مناسب در حلال دی متیل فرمامید برای ساخت جوهر پخش میشود. جوهر حاصل بعد از لایه نشانی و عملیات حرارتی (به مدت 10دقیقه در دمای Cº 250( از هدایت الکترکی بالایی  (cm . 30±10) برخوردار است

دکتر تاج آبادی خاطر نشان کرد: جوهر های هادی در سلول های خورشیدی به منظور های مختلفی میتوانند استفاده شوند. این جوهر ها به طور معمول میتوانند برای ساخت خطوط هادی اتصال استفاده شوند که نقش جمع کننده و انتقال دهنده الکترون به مدار خارجی و اتصال پشتی را بر عهده دارند. به طور مثال میتوان به خطوط انتقال دهنده فلزی در سلول های خورشیدی سیلیکونی و برای اتصال (الکترود) پشتی در سلو ل های خورشیدی کادمیم تلوراید اشاره کرد.

وی ادامه داد: در سال های اخیر جوهر هایی برای ساخت لایه هادی شفاف مورد کاربرد در سلول های خورشیدی نیز استفاده شده است. جوهر هایی بر پایه نانو سیم های نقره و گرافن از مهمترین نوع این جوهر ها هستند.

این پژوهشگر گفت: گرافن به علت داشتن خواص فوق العاده در هدایت الکتریکی و هدایت گرمایی، چگالی بالا و تحرک پذیری حامل‌ های بار، خواص اپتیکی  و خواص مکانیکی  به ماده‌ای منحصر بفرد تبدیل شده است.

وی در ادامه بیان داشت: آلوتروپ جدید کربن به واسطه این خواص فوق العاده کاندیدی بسیار مناسب برای جایگزینی سیلیکون در نسل بعدی قطعه‌ های فوتونیکی و الکترونیکی در نظر گرفته شده است و از این رو توجه کم سابقه ‌ای را در تحقیقات بنیادی و کاربردی به خود جلب کرده است. این ماده با هدایت الکتریکی بالا، خاصیت انعطاف پذیری و پایداری مکانیکی و گرمایی به عنوان یک الکترود جدید به ویژه در دیوایس الکترونیکی آلی در نظر گرفته میشود.

مجری این طرح با بیان اینکه فرایند نفوذ یون ها به داخل گرافیت با روش الکتروشیمی از سال 1980 شناخته شده است، گفت: بعد از گسترش شکست میکرومکانیکی گرافیت در سال 2004، روش های الکتروشیمی برای ورقه کردن گرافیت دوباره استفاده و برای تولید گرافن مورد علاقه واقع شدند.

وی افزود: شکست الکتروشیمی گرافیت شامل اعمال یک پتانسیل کاتدی یا آندی و یا جریان در یک الکترولیت آبی یا آلی به یک الکترود کار گرافیتی است. هنگامی که یک پتانسیل مثبت به الکترود کار گرافیتی اعمال میشود، سبب اکسیداسیون خود گرافیت ،آب و یون های موجود در الکترولیت میشود. سپس یون های با بار منفی از محلول به داخل صفحات گرافیت نفوذ کرده و منجر به باز شدن فاصله صفحات میشود. در مرحله پایانی محصول گرافیت ورقه شده در معرض امواج التراسوند با انرژی کم قرار میگرد و به گرافن تبدیل میشود.

دکتر تاج آبادی اظهار داشت: در روش ساخت گرافن با روش الکتروشیمی پارامتر مختلفی بر ساخت گرافن نهایی تاثیر گذار است.

وی ادامه داد: مهمترین این پارامتر ها شامل نوع گرافیت مورد کاربرد، نوع الکترولیت و غلظت آن، مقدار پتانسیل اعمالی و زمان اعمال پتانسیل و فاصله بین الکترودها می باشد. انواع مختلف گرافیت از قبیل پودر گرافیت، گرافیت HOPG، فویل گرافیت و حتی مغز مداد میتواند استفاده شود.

عضو هیات علمی پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته همچنین تاکید کرد: هر چه کیفیت الکترود استفاده شده به عنوان الکترود کار بهتر باشد منجر به ساخت گرافن بهتری (از نظر پهنای لایه گرافنی و درصد تولید) می شود.

وی گفت: پتانسیل اعمالی و نوع الکترولیت بر سرعت فرایند و میزان محتوی اکسید گرافن نهایی تاثیر گذار هستند و باید به دقت کنترل شوند. بهتر است فرایند در پتانسیل کمتری انجام شود تا محتوی اکسید محصول با زمان افزایش نیابد.