سنتز نانوکامپوزیت پلیمر پیرولیدون/ اکسید فلزی و بررسی گذارها و چیدمان اتمی در سطح آن

هدف اصلی از انجام این پژوهش تولید گیت دی الکتریک جایگزین برای اکسید سیلیکون در قطعات ترانزیستورهای اثر میدانی است. یک رویکرد جدید استفاده از مواد هیبریدی آلی- غیرآلی به عنوان گیت دی الکتریک است. در این بین، این واقعیت که مواد از اتم های گسسته ساخته شده اند ممکن است توانایی ما را در ادامه ی کوچک تر کردن ابعاد به محدوده نانومتر محدود سازد چرا که در ابعاد اتمی اثرات کوانتومی خود را آشکار می سازند و این مسأله می تواند اثری منفی در عملکرد مدارهای الکترونیکی داشته باشد. برای اکسیدهای فلزی (مواد غیرآلی) و در خصوص مواد پلیمری (مواد آلی) مشخص شده است که گاهی افزایش یا کاهش تحرک پذیری حامل ها از کانال ترانزیستورهای تکمیلی اثرمیدانی سبب کاهش کنترل شارش جریان می شود. در این میان چیدمان مجدد و بازسازی اتم های سطحی (به ویژه مورفولوژی سطح نمونه ها) نقشی کلیدی در میزان تحرک حاملها خواهد داشت. به همین دلیل در این پایان نامه به مطالعه ویژگی های ساختاری و چیدمان اتمی در نانوکامپوزیت هیبریدی پلیمر پیرولیدون با اکسید نیکل (pvp/nio) که به روش سل- ژل سنتز شدهاند پرداخته ایم. برای مطالعه ی مواد هیبریدی مزبور از روش های پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و دیدگاه هال- پچ کمک گرفته شده است. طبق اثر هال -پچ هنگامی که اندازه دانه کاهش می یابد، تنش تسلیم افزایش می یابد، چرا که توده ی انبوه ( مجموعه ای از دررفتگی ها که به صورت انباشته بر روی هم قرار گرفته اند.) در مواد با دانه های ریز شامل دررفتگی های کمتر است و تنش در راس توده انبوه کاهش می یابد. بنابراین به تنش تسلیم بزرگ تری برای تولید دررفتگی در دانه های مجاور احتیاج داریم. در دانه های بسیار کوچک به دلیل عدم توانایی دانه ها برای پشتیبانی از دررفتگی توده انبوه، این روش برقرار نمی باشد. این پدیده به نام اثر معکوس هال- پچ شناخته شده است و به طور معمول در بیشتر فلزات در دانه های کمتر از 10نانومتر رخ می دهد. لازم به یادآوری است که ما در کار خود پس از بیان توضیحاتی در مورد این اثر و بیان اصلاحی برای معکوس آن ( به دلیل اهمیت ویژه آن در کنترل تحرک پذیری حاملهاو وجود چراهایی در مورد دلایل رخ دادن پدیده معکوس هال- پچ )، به بررسی اثر تغییرات دما در دو غلظت متفاوت بر ویژگی های ساختاری مواد (اندازه دانه ها وتغییرات تنش و کرنش مواد و چیدمان اتمی آنها) و در نتیجه تنش تسلیم یا استحکام ماده ی مزبور توسط تکنیکهای نامبرده پرداخته ایم.