Simülasyonlar
Simülasyonlar, süzülmenin Si konsantrasyon eşiğini (bu işlem NC'lerin şarj edilmesini engeller) ve implantasyon veya post için optimum sıcaklık aralığını tahmin etmeyi mümkün kılar. NC'lerin kontrollü bir büyümesiyle birlikte substrat arayüzünde Si çözünen atomlarının yakalanmasının, uçucu olmayan belleklerin üretimi için uygun bir kendi kendine hizalanmaya yol açtığı tavlama işlemidir.
Birçok yazar tarafından IBS tekniğinin kullanışlılığını övmek için ileri sürülen bir argüman, yüzeye yakın parçacıkların yüksek doldurma faktörlerini elde etmektir. Aslında bu özellik, dipolar etkileşimlerin optik ve manyetizmadaki iyi bilinen etkisinden dolayı genellikle nanokompozit sistemlerin performansları için zararlıdır.
Gösterilen Ag parçacıklarının görünür aralığındaki plazmon rezonansı, büyüklük saçılmalarındaki ve etkileşimlerindeki artışın birleşik etkileri altında, artan Ag akışıyla daha geniş hale gelir.
Benzer şekilde, manyetik kayıt ortamındaki bitleri oluşturan taneler arasındaki etkileşim, gürültüyü azaltmak için sınırlandırılmalıdır. Aslında, çoğu çalışmada implante edilmiş 3D manyetik atomların konsantrasyonunu artırmanın tek yararı, katkılı katmanın sığ kalınlığını telafi etmektir. Yarı iletkenlerdeki eksitonların hapsedilmesi de parçacıkların toplanmasıyla bozulur.
Si NC'ler, MOS yapılarında şarj enjeksiyonu için yararlı olmalarının yanı sıra, sarı lüminesansları veya NC'lerdeki eksitonlarınkine yakın bir enerjide uyarılmış bir seviyede nadir toprak elementlerini aktive etmeleri ile de ilgi çekicidir. Bir kez daha kalite kriteri, NC'lerin 2–3 nm aralığında dar bir boyut dağılımıdır, böylece boşlukları örneğin 4I15/2'den 4I9/2 durumuna Er3+ iyonlarının uyarılma enerjisine uyar.
Ardışık olarak Si iyonları ile implante edilen Er iyonlarının hassaslaşması kapsamlı bir şekilde incelenmiştir ve sonuçlar, aynı anda elde etmenin zor olduğu bir okul vakasını oluşturmaktadır: (i) Uygun boyutta Si kümeleri, (ii) Er atomları yerine oksit içinde katı çözeltide silisit partiküllerinde [PIV 03], (iii) fakat aynı derinlikte. Bununla birlikte, bazı yararlı cihazlar fabrikasyon gibi görünüyor.
IBS Tarafından Elde Edilen Çeşitli Yapılar
IBS, sıralı implantasyon yoluyla tek bir elementten veya bir bileşikten yapılmış çok çeşitli nanokristaller ve kuantum noktaları oluşturmak için kullanılmıştır. Yağışın doğası implantasyon sırasına bağlı olabilir.
Kontrollü bir plazmon rezonans enerjisine sahip alaşımlı parçacıklar elde etmek amacıyla 2 metalin implantasyonu, örneğin tavlamadan sonra 2 element bir çözünürlük aralığı gösterdiğinde veya bunlardan biri matriste daha fazla çözünür olduğunda çekirdek-kabuk parçacıklarının oluşumuyla sonuçlanır.
Zhao ve diğerleri tarafından önerilen bir çözüm vardır. homojenliği engelleyen ve oluşan fazların doğasını değiştiren ikinci implantasyon sırasında ilk implante edilen iyon türlerinin yeniden dağılımı sorununa, iki iyon tabancası arasında hızlı geçişi içeren dinamik birlikte implantasyon dahildir.
Hemen hemen tüm yarı iletkenlerin NC'leri, NC'leri daha büyük boşluklu bir matrise gömerek eksitonları sınırlamak ve yüzeylerini çevre ile reaksiyona karşı korumak amacıyla silika, alümina ve silikonda sentezlenmiştir.
Temel bir bakış açısından, konağın iyonikliğinin oluşan fazların kristal doğasını etkilediğini not etmek ilginçtir. Örnek olarak, implantasyon koşullarını değiştirerek a-Al2O3'te altıgen wurtzite veya kübik çinkoblend yapısına sahip CdS ve CdSe kristalleri üretmek mümkündür, çünkü bu matris balistik hasara karşı çok az hassastır.
İmplantasyon orta sıcaklıkta (~600°C) gerçekleştirildiğinde, dinamik tavlama alümina kristalini tutar ve epitaksiyel ilişkiler altıgen yapı ile NC'lerin oluşumunu destekler. Aksine, implantasyon düşük bir sıcaklıkta (LN2) gerçekleştirildiğinde, alüminanın yakın yüzey bölgesi amorfize olur.
Simülasyon tekniği
Simülasyon Örnekleri
Simulasyon Nedir
Simülasyon eğitimi
Simülasyon Nasıl Yapılır
Simülasyon Programları
Simülatör Nedir
Simülasyon nedir kısaca
Tavlamanın ardından, şekilsiz katman ilk önce aynı simetriye (çinkoblend) sahip NC'leri gömen metastabil γ-Al2O3 kübik yapısı ile kristalleşir. Dinamik tavlamanın az ya da çok verimliliğiyle ilişkilendirilen başka bir yapı modifikasyonu örneği, tek Si kristallerinde β-FeSi2 sentezi sırasında gözlemlenendir.
Fe atomlarını yeterince yüksek sıcaklıkta (yaklaşık 400°C) silikon içine yerleştirirken, eksenleri Si eksenine paralel hizalanmış β-FeSi2 çökeltileri elde edilir. Fe daha düşük sıcaklıkta implante edildiğinde rastgele yönlendirilmiş parçacıklar oluşur. 800°C veya daha fazla sıcaklıkta daha fazla tavlamadan sonra, Si tek kristalinin yapısı ikinci durumda mükemmel bir şekilde geri yüklenirken, epitakside parçacıkları içeren kristalde çok sayıda dislokasyon döngüsü kalır.
Metaloid emplantasyon yoluyla seramik bileşiğinin metallere sentezlenmesi durumunda, yeni oluşan fazlar genellikle nadiren amorfize olan (bilinen metalik cam bileşimleri dışında) matris tanecikleri ile epitaksi içinde büyür. Örneğin, yakın paketleme düzlemleri arasındaki epitaksi ilişkileri ile N'nin Ti'ye implantasyonu ile ikinci dereceden bileşik Ti2N'nin, ardından kübik faz TiN'nin oluşumunu gözlemliyoruz.
Kanallaşma koşullarında implantasyon, iyon aralığını önemli ölçüde artırmayı ve konakçı materyalin zarar görmesini sınırlamayı mümkün kılar. Menzildeki artışla bağlantılı olarak, ekilen türler kendi kendine püskürtmeye daha az maruz kalır ve doğal oksit yüzey tabakasından geri tepme implante edilmiş O atomları ile oksidasyona karşı daha fazla korunur. Gömülü ve saf FeSi2 veya ErSi2 katmanları bu koşullarda büyütüldü.
Nadir gaz atomları, genellikle tüm malzemelerde yüksek akışlarda kabarcıklar oluşturur; bu etki, iyon tabancalarının veya reaktörlerin duvarlarının kabarmasının kökenindedir. Bu boşluklar, örneğin daha sonra yüzey üzerinde buharlaştırılan ve başka bir ısı veya ışınlama işlemiyle karıştırılan katmanlardan oluşan parçacıkların tercihli çekirdeklenme bölgeleri olarak kullanılabilir.
Aynı şekle sahip Ag veya Au parçacıklarının büyümesi için şablon olarak kullanılan MgO kristallerinde kübik gözeneklerin oluşumunun egzotik doğasından bahsedelim.
"Kaliteli" filmlerin (yapışkanlık, homojenlik ve nihayetinde epitaksi) büyümesi, başarısını biriktirmeden önce uygun bir yüzey temizleme adımına borçludur. Mevcut birkaç teknik arasında püskürtme, basitliği ve kirleticilerin doğasına duyarsızlığı nedeniyle çekicidir.
Bununla birlikte, iyonların neden olduğu hasar, daha sonra kristal alt tabakalar üzerinde büyütülen filmlerin epitaksisini etkileyebilir ve yerinde termal tavlama ile onarılması gerekir.
Teknolojik araştırmalar, püskürtme deneylerinde yaygın olarak kullanılan Ar iyonlarının, Si substratlar üzerindeki doğal oksidi ve adsorbe edilmiş molekülleri kapsamlı bir hasar vermeden uzaklaştırmak için optimal enerjisinin 150–200 eV olduğunu, Sn'nin ise 14 keV'de maksimum olduğunu göstermektedir.
Mühendislik Uygulamaları
Enerji Depolama
Grafen, süper kapasitörlerin elektrotları üzerinde iyonların depolanmasında kullanılan mevcut malzemelere bir alternatif olarak görülmüştür. Yüzey alanı ne kadar büyük olursa, üzerinde o kadar fazla iyon depolanabilir. Grafen, gram başına yaklaşık 2600 metrekare teorik yüzey alanına sahiptir. Ne yazık ki, bu teorik yüzey alanı gerçek bir cihaza çevrilebilir, çünkü bu yüzey alanı yalnızca bağımsız bir grafen tabakasıyla elde edilebilir.
İyi bir hacimsel kapasitans sağlayacak pratik bir cihazda çalışması için birkaç yaprağı üst üste istiflemeniz gerekir. Bu noktada teorik yüzey alanı kaybolur ve bugün kullanılan aktif karbon ile elde edebileceğiniz yüzey alanının yaklaşık aynısını elde edersiniz.
Grafen bu nedenle piller ve süper kapasitörlerin kullanması için nadir bir meta haline getirir. Grafen, daha hızlı şarj ve daha fazla enerji tasarrufu sağlayan cihazlar sağlayabilir. Yakıt hücrelerini iyileştirmek için grafen kullanmak da mümkündür.
Grafenin bir dizi başka pratik uygulaması vardır: korozyon önleyici kaplamalar ve cilalar, güvenilir, hassas sensörler, daha hızlı ve daha iyi elektronikler, çok yönlü ekranlar, güçlü güneş panelleri, daha hızlı DNA dizilimi ve daha fazlası. Grafen uygulamaları çok geniştir ve bu yeni malzemeden fayda sağlamak için her şirkette ilgi görmüştür. Bu yeni malzemelerin etkisi yakın gelecekte daha uygun olacaktır.
Makine Mühendisliği Uygulamaları
Küresel otomotiv endüstrisi, CO2 emisyonunun azaltılması, sağlık riski ve enerji verimliliği dahil olmak üzere büyük zorluklarla karşı karşıya. Bu nedenle, daha yeşil ve daha sağlıklı otomobiller için yeni bir yön, gereğinden fazla. Bu durum, grafen tabanlı inovasyonun doğru çözüm olduğu yönünde bir şans yaratıyor. Ticari gizli üretim sürecimizle, otomobil endüstrisini grafenle yenilemenin nihai maliyeti artık yavaşlama faktörü değildir.
Grafen, hafif, sağlam ve sağlıklı araçlar üretmek için kompozitlerde ve kaplamalarda önemli kullanımlara sahiptir. Grafen çelikten 200 kat daha güçlüdür ve arabanın fiziksel dengesini artırabilen karbon fiber, beton ve alüminyum bileşenleri emebilir. Grafen ile güçlendirilmiş ısıtmalı araba koltukları artık yüksek enerji israfı olmadan gerçekleştirilebilir. Önümüzdeki yıllarda grafen, mevcut lityum pilleri güçlendirecek veya değiştirecektir.
Yaklaşık yedi veya sekiz yıl, grafenli hafif araçlar piyasada olacak ve çok daha hafif ve daha enerji verimli otomobil üretimine yol açabilir. Devrimci materyalleri teşvik eden bir konsorsiyuma liderlik eden Sunderland Üniversitesi’nin beklentisi budur.
Şu anda Japonya’da faaliyet gösteren bir pilot tesis bulunmaktadır. Üniversite bilim adamları, bir şekilde karbon takviyeli plastiğe eklendiğinde standart maddeden %40 daha fazla enerji emebilen grafenden yapılmış tampon üzerinde çalıştılar. Sonuç, çok daha hafif arabalar ve daha kompakt araçlar olabilir.
Grafen, kurşun kalemlerde kullanılan malzemeyle aynı malzeme olan grafiti parçalayarak tek atomlu veya insan saçından 1 milyon kat daha ince bir madde üretmek için geliştirildi. Toz sıvı içinde çözüldüğünde, karbon elyafı emprenye etmek için kullanılan çözücü ile küçük miktarlar birleştirilebilir. Aynı proseste termoplastik bir malzeme aktif olarak ısıtılıp soğutulduğunda kalıplanabilir. Bu durumda erimiş haldeyken grafen kauçukla birleşir.
Mühendislik uygulamaları pc
iPad mühendislik uygulamaları
Makine mühendisliği uygulamaları
CAD programları
İnşaat Mühendisliği mobil uygulamaları
AutoCAD
DergiPark
Dergisi
Elektronik
Grafen, bu yeni malzeme için her endüstrinin dikkatini çekecek gibi görünen önemli ve geniş bir yapı taşıdır. Ayrıca, tüm bu karbon atomu yapısı benzersiz kuantum özelliklerine sahiptir. Bu grafen özellikleri, Majorana Fermiyonlarının özelliklerini incelememize ve yüksek kritik sıcaklıkta süper iletkenler elde etmemize yardımcı olacaktır. Bu tür araştırmalara dayanarak, yeni esnek güneş pilleri türleri ve yeni tür kuantum bilgisayarları oluşturulabilir.
Yeni enerji ve kuantum hesaplamada, grafen teknolojisi mükemmel bir potansiyele sahiptir. Grafen kenarları, büyük miktarda yük taşıyabildikleri için yeni enerji alanında süper kapasitörler yapmak için en iyi malzeme haline geldi. Ek olarak, ince film güneş pili elektrotları için grafen veya türev yapılar kullanılarak çok sayıda çalışma yapılmıştır.
Yeni keşfedilen grafen kuantum özelliklerine dayalı olarak 3 boyutlu yapılar ve organik kimyasal modifikasyon ile en verimli tamamen karbon bazlı güneş pillerini yapmak mümkün. Karbon nanotüpler, grafen türevleri olarak mükemmel mikroelektrot malzemeleridir ve beyin-bilgisayar arayüzlerinde büyük potansiyele sahiptir.
Mükemmel elektriksel iletkenliğe sahipken metal elektrot malzemesine kıyasla biyouyumludur ve ayrıca sinaps büyümesini indüklemek için moleküler düzeyde modifikasyonlar yapmak daha kolaydır. Ayrıca, bu elektrotlar bazı çalışmalarla test edilmiştir.
Grafen bazlı malzemeler kullanılarak daha küçük ve daha verimli bilgisayarlar üretilebilir. Bu bilgisayar, EEG sinyal analizinin verimliliğini artırabilir, böylece daha bireyselleştirilmiş iki yönlü insan ve bilgisayar uyarlaması elde edebilir. Böylece, kullanıcıların beyin-bilgisayar arayüzünü nasıl çalıştıracaklarını daha hızlı öğrenmelerine yardımcı olabilir.
Grafen mükemmel mekanik, termal, elektriksel özelliklere sahiptir ve polimer matrisler için geleneksel nano dolgu maddelerinin yerine daha iyi bir alternatiftir. Grafen nanokompozitlerin malzemeleri, işlenmesi ve gelecekteki uygulamaları konusundaki son gelişmeleri ele aldık.
Ayrıca çeşitli teknikleri ve grafen sentez sürecinin mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklerini tanımladı. Bu nedenle, biyouyumluluğun belirlenmesine, nanotaşıyıcıların stabilitesinin, boyutlarına daha fazla katkı sağlanması ve ayrıca bu yeni malzemenin toksisitesi hakkında daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir.
Grafenin fiziksel ve kimyasal özellikleri, biyosensörler, organik güneş pilleri, aktüatörler ve dokunmatik ekranlar dahil olmak üzere grafen elektroniği ile ortaya çıkmıştır. Grafen, bu özelliklerin olası bir parçası olarak hafif, gerilebilir yapılar aracılığıyla geleceğin elektroniklerinde kullanılır.
Şu anda teknik olarak uygulanabilir birçok çözüm bulunmasına rağmen, hala bazı pratik zorluklar var. Grafik tabanlı materyallerin avantajları, açıklandığı ve listelendiği gibi bu analizde öncelikle bahsedilmiştir.
Bununla birlikte, grafen dünyası, daha az maliyetli pilot ölçekli üretim teknolojileriyle mümkün. Rising GO, kısa sürede en büyük zorluklardan biri olan grafen için bunu başarabilir. İndirgeme işlemi başarıyla saf grafene ulaştıktan sonra, olağanüstü elektronik ve mekanik özellikleri geri kazanılacaktır. Kısacası, çeşitli mühendislik kullanımları için benzersiz özelliklere sahiptir. Grafen ve kompozitleri benzersiz özelliklere sahiptir.