منصة الرسائل والاطاريح: توصيف الأنابيب النانويه الكاربونيه لتصميم أجهزه نانويه قابله للمط

الخلاصة

تحظى الانابيب النانويه الكاربونيه) Carbon nanotube (CNTsبأهميه كبيره بسبب خصائصها الالكترونيه والميكانيكيه. حيث تتمتع هذه المادة بموصلية كهربائية ممتازة يمكن استخدامها لانشاء ترانزستورات عاليه الأداء للأجهزه الالكترونيه, يمثل CNTماده محتملة للأجهزة الالكترونيه الدقيقه المستقبلية. عززت هذه الرسالة تصميم ومحاكاة CNTباستخدام ).(COMSOL Multiphysics 6.0 ونتيجه لعدم تضمين CNTفي مكتبه الموادالخاصة ب ) (COMSOL 6.0لذلك تم اضافة معاملات خصائص هذه المادة الكهربائيه والميكانيكيه بما في ذلك السماحيه النسبيه , فجوه النطاق, تقارب الالكترون, والكثافه الفعاله للحالات في نطاق التكافؤ والتوصيل, وتنقل الالكترون والفجوه, كثافه يونغ, ومعامل بواسون. تم عرض تصميم ومحاكاة ترانزستور التأثير الميداني المعتمد ع الانابيب النانويه الكاربونيه ذات الجدار الواحد مع البوابه الخلفيه وبأستخدم نموذج اللامركزية المتعرجة)(zig-zag للحصول على خصائص أشباه الموصلات لمادة .CNTsويجب ان تؤخذ في نظر الاعتبار عدم التطابق عند تغير قطر CNTsحيث تتراوح قيم قطر CNTsمن 1نانومتر الى 4.5نانومتر. كما تتأثر فجوه النطاق ل CNTsبتغير قطر CNTsوقد وجد ان زياده نطاق القطر يؤدي الى تقليل فجوه النطاق. بالاضافه الى ذلك, تمت دراسه تأثير اختلاف سمك السيلكون (سمك البوابه) على تيار التصريف ونتيجة لذلك, وجد أن تيار التصريف يقل مع زيادة سمك اكسيد البوابه , ان تردد الرنين الذي تم تحقيقه لترانزستور ال CNTsهو 50كيكاهرتز, وعرض النطاق الترددي يساوي 30جيجا هرتز. كما ناقش هذا البحث؛ تصميم ومحاكاة متحسس ضغط من نوع مستشعر المقاومة باستخدام CNTsأحادي الجدار ومتعدد الجدران حيث يعمل هذا المستشعر عن طريق استشعار التغير في المقاومة عبر الأنابيب بسبب الضغط المطبق. بالاضافه الى ذلك , تم مناقشة تأثير تغيير القطر على مقاومه CNTsوفجوه نطاق الطاقة حيث ان القطر في التصميم الحالي المختار يتراوح من 1نانومتر إلى 4نانومتر ووجد أن زيادة القطر يقلل من فجوة الطاقة و المقاومة. ومن ثم تم تحليل النموذج المقترح لمستشعر الضغط التجويفى من خلال حساب عدة عوامل ومنها انحراف الركيزة, التيار, تغيرات إجهاد فون ميزس , الحساسية , الاستجابة الزمنية , واستجابات التردد وباستخدام CNTsواحد ومجموعه من CNTsعلاوة على ذلك تم حساب حساسيه CNTsاحادي الجدار و CNTsمتعدد الجدارعلى التوالي. ووجد ان حسياسيه CNTs احادي الجدار افضل من CNTsمتعدد الجدار بسبب مساحه سطح CNTاحاديه الجدار اعلى من مساحه سطح CNTsمتعددة الجدار وكذلك يوثر طول وقطر CNTsعلى حساسيه المستشعر عاده ما تكون CNTsاحاديه الجدار اطول واضيق من CNTsمتعدده الجدار مما قد يعزز حساسيتها. تم تحديد الاستجابه الزمنيه للجهازعند نطاق ضغط من 100كيلوباسكال الى 250كيلوباسكال ووقت الارتفاع101 المقابل هو 0.18ثانيه الى 0.23ثانيه حيث أظهرت هذه النتائج أنه تردد الاستجابه المحقق لمستشعر CNTsهو 60هرتزفي النطاق من 0الى 200هرتز وبالتالي فإن الخاصية الخطية للمستشعر تجعله واعدا للتطبيقات العمليه