اندازه‌گيري دقيق فشار با بهره‌گيري از گرافن
به گزارش ستاد ويژه توسعه فناوري نانو رياست جمهوري،گرافن به دليل خواص عالي مكانيكي، الكترونيكي، فيزيكي و حرارتيش توجه بسياري را به خود جلب كرده است. از خواص خوب مكانيكي اين ماده مي‌توان به استحكام در برابر شكست بسيار بالا و انعطاف‌پذيري 20 درصدي آن اشاره كرد.اين خواص موجب شده گرافن به‌عنوان يكي از مواد پايه مورد استفاده در سيستم‌هاي الكترومكانيكي از جمله حسگرهاي فشار معرفي شود.
دكتر نيره قبادي پژوهشگر دانشگاه زنجان، هدف از انجام اين پژوهش را طراحي و انجام محاسبات نظري مربوط به يك حسگر فشار با حساسيت بالا با استفاده از نانوصفحات گرافن و نيتريد بور عنوان كرد.
قبادي افزود: اين حسگر مي‌تواند از حساسيت و رنج كاري به‌مراتب بالاتري نسبت به حسگرهاي گرافني مرسوم برخوردار باشد. همچنين فرايند ساخت اين حسگرها بسيار ساده است و ابعاد اين حسگر در مقياس نانومتري خواهد بود.
به گفته وي اساس اين حسگر بر تركيب دو ماده دوبعدي با ضخامت صفحات نانومتري بنا نهاده شده است. بدين‌صورت كه بين دو صفحه‌ي گرافن صفحات نيتريد بور قرار داده مي‌شود. اعمال فشار به صفحه گرافن بالايي موجب تغييرات فاصله بين صفحات نيتريد بور و در نتيجه تغيير جريان تونل زني حامل‌ها بين صفحات نيتريد بور مي شود. تغيير جريان به دليل همين تغييرات فاصله به‌صورت نمايي خواهد بود و مي‌تواند معياري براي سنجش فشار به حساب آيد.
عضو هيات علمي دانشگاه زنجان تصريح كرد: نتايج محاسبات نظري و مدل‌سازي بيانگر اين است كه رنج كاري خطي اين حسگر مي‌تواند به 30 گيگاهرتز برسد كه بسيار بزرگ‌تر از رنج كاري حسگرهاي پيزومقاومتي است. همچنين حساسيت اين حسگر به حدود 1300 pA/A/Pa مي رسد.
اين تحقيقات حاصل تلاش‌هاي دكتر نيره قبادي- عضو هيأت علمي دانشگاه زنجان- و دكتر مهدي پورفتح- عضو هيأت علمي دانشگاه تهران- است. نتايج اين كار در مجله IEEE Electron Device Letters (جلد 36، شماره‌ي 3، سال 2015، صفحات 280 تا 282) به چاپ رسيده است.
