تهیه ی نانو صفحات گرافن و بررسی خواص الکتریکی آن

گرافن یک تک صفحه ی دو بعدی از اتم های کربن با ساختاری مشابه لایه های مجزای گرافیت است که ساختار شبکه ی آن شش ضلعی است. در این صفحات اتم های کربن با پیوند sp2 به یکدیگر متصل شده اند. در گرافن هر اتم کربن به سه اتم کربن دیگر متصل شده است که این سه پیوند در یک صفحه قرار دارند و زاویه ی بین آن ها o120 است. طول پیوند کربن - کربن در گرافن در حدود 142/0 نانو متر است. گرافن در سال های اخیر به واسطه ی خواص منحصر بفردی مانند خصوصیات الکتریکی، اپتیکی، حرارتی و سرعت فوق العاده اش در انتقال الکترون ها، توجه زیادی را در زمینه ی علم مواد به خود جلب کرده است. بطور دقیق تر این ماده به علت کاربردش در طراحی ابزارهای مناسب در صنایع نانو الکترونیک، حسگرها و ابزارهای تبدیل انرژی از توجه خاصی برخوردار است. در این پروژه تهیه ی نانو ساختارهای اکسید گرافن(go) و گرافن(g) و خصوصیات ساختاری آن ها راگزارش می کنیم. go بوسیله ی اکسیداسیون گرافیت با روش هامر تغییر یافته با مدت زمان اکسیداسیون طولانی که روشی مناسب جهت خالص سازی نمونه است، بدست می آید. اکسید گرافن بدست آمده با اضافه کردن اسید اسکوربیک(c) و سپس بوسیله ی باز پخت حرارتی، احیا(به منظور کم کردن گروه های حاوی اکسیژن) می شود. پس از تهیه ی گرافن، به کمک طیف سنجی رامان و تصویر برداری میکروسکوپ الکترون عبوری به بررسی ساختار نمونه ی بدست آمده پرداخته می شود. در طیف رامان گرافن دو مدcm-1 1396=d و cm-1 1587 =g مشاهده شده است. مدd در طیف گرافن به علت حضور آشفتگی ها و نواقص ساختار شبکه است. هر چه نسبت شدت مد های d/g بیش تر باشد، نشان دهنده ی آشفتگی و بی نظمی بیشتر و رشد عیوب در طول فرایند حرارت است. مقایسه طیف رامان گرافن با اکسید گرافن نشان می دهد که پس از عملیات احیا، نسبت شدت مدg به d افزایش می یابد که به کاهش دانسیته اکسیژن منسوب می شود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری ساختار لایه ای گرافن را نشان می دهند. دراین تصاویر هم پوشانی برخی از صفحات به خوبی نشان داده شده اند. نواحی تیره، تراکم و تجمع صفحات و نواحی روشن ترکمتر بودن تعداد لایه ها را نشان می دهد. درادامه به ارزیابی خواص الکتریکی و اندازه گیری مقاومت الکتریکی و مقاومت ویژه ی این ماده پرداخته شده است.