مقاله الکترونیک مولکولی

دانلود مقاله الکترونیک مولکولی

در سالهای اخیر ابعاد و اندازه قطعات در صنعت الکترونیک همواره رو به کاهش بوده و اکنون این قطعات از ابزارهای ذره بینی محسوب می شوند . امروزه معلوم شده است که مولکولهای تنها نیز بسیاری از ویژگی های مورد نیاز در الکترونیک را دارا هستند و رشته جدیدی به نام الکترونیک مولکولی به وجود آمده است که در آن در مواد مولکولی برای کاربردهای الکترونیکی استفاده می کنند. با این مواد مولکولی می توان ابزارهای الکترونی کنونی را کاملتر کرد ، و ساختن وسایل نوینی را توصیه کرد . همچنین در این رشته شناختن یا ساختن ترکیبات جدیدی که خواص الکتریکی جالب دارند مورد توجه است .

شرح مختصر :

دانلود مقاله الکترونیک مولکولی بیان میکند که الکترونیک مولکولی یک رویکرد جدید است که به مواد اولیه و اصول عملکرد جدید نیاز دارد و می‌توان گفت انگیزه‌ای برای شناخت و استفاده از آنچه در مولکول‌های مواد اتفاق می‌افتد است.برای ادامه مطلب با بیست میشم همراه باشید.

در مقیاس‌های کوچک تر از نانو، ایده استفاده از یک یا چند مولکول به‌عنوان یک سوئیچ به‌نظر بسیار جالب‌تر از بررسی بن‌بست‌های ماسفتی می‌باشد.

همچنین 1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی نشان میدهد این کار علاوه بر کوچک شدن ابعاد سرعت را بسیار زیاد کرده است همچنین ارزان‌تر است و بالطبع آن روش‌ها و پیچیدگی‌ها بسیار دشوار می‌شود.

(الکترونیک مولکولی هنوز در حال تحقیق در مورد روش‌های ساخت می‌باشد. که به‌نظر می‌رسد به زودی بر آن غلبه و به سمت ساخت مدار مجتمع با این تکنولوژی برود)

همان طور که می‌دانیم روش لیتوگرافی نوری برای ساخت مدارات الکترونیکی مجتمع با چالش‌های اساسی و جدی روبرو شده است.

محدودیت‌های فناوری از یک سو و چالش‌های کوانتومی از سوی دیگر توسعه‌ی نانوالکترونیک را با دشواری روبرو کرده است .

در 1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی میان دانشمندان به ایده‌ها و روش‌های جایگزین و جدیدی می‌اندیشند که محدودیت‌های روش لیتوگرافی نوری را ندارد. یکی از این روش‌ها، ساخت و استفاده از مولکول‌هایی است که رفتاری مشابه رفتار کلید زدن ترانزیستورها داشته باشند.

در واقع دانشمندان قصد دارند با طراحی، ساخت و استفاده از این مولکلول‌ها، آن‌ها را جایگزین ترانزیستورهای سیلیکونی کنند.

این ایده را الکترونیک مولکولی می‌گوییم. این رفتار می‌تواند مبنایی برای پردازش اطلاعات در رایانه‌ها و ذخیره‌ی اطلاعات در حافظه‌ها قرار گیرد .

مولکول‌هایی که در الکترونیک مولکولی مورد استفاده قرار می‌گیرند بایستی شرایطی داشته باشند.

این مولکول‌ها باید دارای دو شکل متفاوت باشند که توسط یک محرک خارجی نظیر نور یا ولتاژ تغییر شکل دهد. این تغییر شکل باید برگشت‌پذیر هم باشد. در واقع مولکول در یک حالت به عنوان صفر (zero) و در یک حالت به عنوان یک (one) رفتار می‌کند. رفتار برگشت‌پذیری مولکول هم باید بسیار سریع باشد به گونه‌ای که بتواند در مدارات الکترونیکی مجتمع، مفید واقع شود.

همچنین پایداری و مخصوصا پایداریِ گرمایی نیز عامل مهمی است.

یعنی این مولکول‌ها در برابر تغییرات دمایی نباید از شکلی به شکل دیگر تغییر شکل دهند.

چرا که در مدارات مجتمع محدوده‌ی تغییرات دمایی بسیار زیاد است و در صورت تغییر شکل مولکول‌ها، اطلاعات آن‌ها از دست می‌رود.

مثلا مولکول آزوبنزن ، در ابتدا نمونه‌ای مناسب به نظر می‌رسد.

مولکول آزوبنزن دارای دو ایزومر سیس و ترانس است که هر کدام دارای دو طول متفاوت است. با تابیدن نور فرابنفش با طول موج ۳۱۳ نانومتر، ایزومر ترانس به ایزومر سیس تغییر شکل می‌دهد و با تابیدن نور فرابنفش با طول موج بیش‌تر از ۳۸۰ نانومتر، ایزومر سیس به ایزومر ترانس تغییر شکل می‌دهد.

بنابراین در مدار الکتریکی یکی از ایزومرها می‌تواند به عنوان صفر و دیگری به عنوان یک رفتار کند. لیکن مشکل آزوبنزن عدم پایداری گرمایی آن است.

در واقع ایزومر سیس آزوبنزن از نظر گرمایی پایدار نیست و اندک گرمایشی موجب تغییر شکل آن به ایزومر ترانس می‌شود.

البته این رفتار در مولکول مذکور در دمای ۶۰ کلوین مشاهده می‌شود، یعنی تقریبا ۲۱۳- درجه‌ی سلسیوس و در دمای اتاق ظاهر نمی‌شود.

همان طور که مشاهده می‌کنید این دما بسیار پایین و دسترسی به آن دشوار است. لذا استفاده از آن در شرایط دمای معمولی مستلزم توسعه‌ی بیش‌تر این دانش است.

همچنین  1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی لازم به یادآوری میداند که نشان دادن این که یک مولکول می‌تواند جریان الکتریکی را هدایت کند و رسانایی و عدم رسانایی آن قابل کنترل است، برای توسعه‌ی دانش الکترونیک کفایت نمی‌کند.

آن چه اکنون 1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی در اختیار قرار داده یک کلید مولکولی بسیار کوچک و در ابعاد چند نانومتر است که جریان الکتریکی عبوری از آن با استفاده از یک ولتاژ قابل کنترل است. مزیت اصلی آن نسبت به ترانزیستورهای سیلیکونی ابعاد کوچک‌ترِ آن است.

لیکن توسعه‌ی رایانه‌ها و استفاده از الکترونیک مولکولی در صنایع الکترونیک و رایانه مستلزم اتصال این مولکول‌ها به یکدیگر و ساخت گِیت‌های منطقی است همچنین روش‌های ساخت و تولید آن در مقیاس انبوه نیز چالشی است که باید قبل از توسعه‌ی الکترونیک مولکولی حل شود.

دانلود مقاله الکترونیک مولکولی

دانلود قوی ترین مقاله الکترونیک مولکولی | pdf و word

فهرست :

تعریف کلی از الکترونیک تک مولکولی

مزایا و معایب نسبت به دیگر فناوری ها

برنامه های کاربردی الکترونیک تک مولکولی

بررسی و مقایسه اندازه تراشه ها

هدایت یک اتصال مولکولی

ابزارهای کاربردی برای بررسی پارامترها و ساختارالکتریکی

انتقال الکترون از طریق تک مولکول (رسانایی)

ترازهای فرمی از الکترودها و مرز اوربیتال مولکولی

نحوه ی برقراری اتصالات در الکترونیک مولکولی

سیم های مولکولی

دیود های مولکولی

ریکتیفایر مولکولی

ترانزیستور مولکولی

سوئیچ مولکولی

گیت های منطقی مولکولی

الکترونیک مولکولی

الکترونیک مولکولی، که گاهی اوقات به عنوان moletronics خوانده می شود، یک موضوع  بین رشته ای از فناوری نانو بوده که در رشته های شیمی، فیزیک، زیست شناسی وعلم مواد گسترش یافته

و  شامل بلوک های ساختارالکترونیک مولکولی است که برای ساخت قطعاتی همچون، سیم مقاومتی و ترانزیستور استفاده می شود.

علم الکترونیک در مقیاس مولکولی قصد دارد تجدید نظر قابل توجهی از لحاظ کاهش اندازه و افزایش سرعت و دقت تراشه های کامپیوتری انجام دهد.

الکترنیک مولکولی همچنین چارچوبی را برای دانشمندان مهیا می کند که بازهم قانون مور را با توجه به محدودیتهای ایجاد شده پیش ببرند .

نیمه هادی های آلی در مقایسه با نیمه هادی های سنتی ( سیلیکون معدنی ) دارای خواص منحصر به فرد و مزایایی همچون لایه ی پردازش قابل انعطاف در درجه حرارت پایین ، هزینه کمتر ،

روند ساختی با سرعت بالاتر و نیز دارای خواص الکترونیکی تنظیم پذیرتری هستند .

ساختار این مواد بر پایه ی مولکولهای آلی و پلیمرها (π _مزدوج ) استوار است . برای ساختن نیمه هادی آلی مواد زیادی هست که می توان کانال نوع _ p را با آن ساخت اما برای کانال نوع _ nاین مواد نسبتآ نادراند .

برای ساختن قطعات با فرایند الکترونیک مولکولی می توان از تکنیک های شیمی(self-assembly) ، نانو لوله های کربنی ، DNA ، پروتئین و دیگر تکنیکها استفاده کرد .

در آزمایشهای الکترونیک مولکولی ، مولکولهای فعال الکتریکی می توانند رفتار خود را بشدت تغییر دهند بسته به اینکه آنها توسط الکترود احاطه شده باشند یا مواد دیگر و این تغییر رفتار مستلزم توجه بیشتری است .

1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی  الکترونیک مولکولی را به دو زیر رشته تقسیم کرده:

1. مواد مولکولی برای
الکترونیک که به بهره گیری از خواص مولکولها در این فرایند میپردازد.

2. برنامه های کاربردی با بهره گرفتن از فرایند الکترونیک تک مولکولی .

دانلود مقاله الکترونیک مولکولی

 

مفهوم الکترونیک تک مولکولی

الکترونیک تک مولکولی به عنوان شاخه ای از علم الکترونیک مولکولی تعریف شده است که در آن از یک مولکول برای ساخت قطعات پایه استفاده می شود. قانون مور توصیف می کند که:

” تعداد ترانزیستورهای بکار رفته در اندازه ای ثابت از یک مدار مجتمع تقریبآ هر دو سال یک بار دو برابر خواهد شد”.

این قانون اساسا در مورد صنعت نیمه هادی به منظور هدایت اهداف و برنامه ریزی بلند مدت برای تحقیق و توسعه استفاده می شود.

اندازه فعلی عناصر عملکردی از تراشه های الکترونیکی 22 نانومتر است این در حالی است که شرکت های اینتل و سامسونگ  برای نسخه های در دست اقدام خود اندازهای 10 و 14 نانومتر را اعلام کرده اند.

با این حال با توجه به روشهای ساخت (لیتیوگرافی چاپی و …) کار در این مقیاس و پایینتر بسیار دشوار خواهد بود.

در این رابطه، تک مولکول ها هستند که کوچکترین ساختارهای با ثبات قابل تصور به عنوان مدارهای الکتریکی در مقیاس پایینتر را متصور می کنند .

مولکول هایی که به طور معمول به منظور الکترونیک تک مولکول استفاده می شوند باید به گونه ای خواص  قطعات الکترونیک سنتی (مانند سیم، ترانزیستور، یکسو کننده ها و سوئیچ ) را دارا  باشند.

در سال 1988 آویرام و همکارانش شواهدی از تغییر و اصلاح (switching and rectification ) یک تک مولکول با استفاده از اسکن تونل زنی میکروسکچی (STM)،

در سال 1955 یواخیم و همکارانش گزارشی از اولین مطالعه تماس با برق مولکول (C60) و اندازه گیری هدایت این مولکول با روش (STM) و در سال 1966 نیز توور و همکارانش شواهدی از ساخت سیم های مولکولی با روش (STM) ارائه کردند{شکل زیر} .

این مولکول از جنس بنزن بر روی زمینه طلا بود، سیم های مولکولی روی یک نارسانا  (n-dodecanethiol  ) قرار گرفته و بر روی تک لایه ای از جنس طلا مونتاژ شده بود تا خواصش به روش (STM) بررسی شود .

ضمنا  1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی نشان میدهد زمانی که سیم مولکولی بصورت مزدوج قرار داده شد مشخص گردید رسانایی بسیار بالاتری در مقایسه با  اطراف دارد .

اولین شواهد از هدایت یک اتصال مولکولی در سال 1997 توسط مارک رید و همکارانش در  1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی گزارش شده است.

آنها مولکول بنزن را به دو قطعه الکترود از جنس طلا که در روبروی هم قرار گرفته بودند

به روش شکست مکانیکی کنترل شده اتصال دادند . آنها حمل و نقل بار و در نتیجه یک منحنی هدایت ولتاژ در دو جهت (بایاس) را مشاهده کردند.

این مطالعه اندازه گیری کمی از هدایت یک اتصال شامل تک الکترون را فراهم آورد که یک گام اساسی به سمت توسعه الکترونیک در مقیاس مولکولی بود .

زمینه پیشرفت سریع هدایت الکترونیک تک مولکولی پس از اولین آزمایش بوجود آمد و پیشرفت در تهیه نانو الکترودهای ساخته شده این امکان را برای اندازه گیری خواص رسانشی مولکولهای آلی ساده به طور مستقیم بوجود آورد.

اکنون پیش بینی های نظری تا حد زیادی تآیید شده و پیشرفت های فن آوری علم نانو در مطالعات تجربی و نظری تک مولکول ها بهبود یافته،

به خصوص آنکه توسعه میکروسکوپ اسکن تونل زنی و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM ) دستکاری و کنترل تک مولکول ها را تسهیل کرده است.

Rotaxanes و catenanes نیز می تواند به عنوان اجزای مولکولی در قطعات الکترونیک مولکولی مانند مدارات حافظه با چگالی کم و در مدارات حافظه با چگالی فوق العاده بالا استفاده شود

که در آن از ویژگی های سوئیچینگ الکتروشیمیایی این مولکول ها بهره می گیرند.

از سوی دیگر صنعت نیمه هادی ها درگیر کاوش در  نانولوله های کربنی، لایه های گرافن و نانو رویان با عنوانی مبتی بر کربن الکترونیک است،

علاوه بر این ترانزیستورهای اثر میدانی بر اساس نیمه هادی های نانو لوله، نانو رویان و گرافن به اثبات رسیده اند (موجودند) .

.

 

مقاله الکترونیک مولکولی

دانلود قوی ترین مقاله الکترونیک مولکولی | pdf و word

 

انتقال الکترون ها از طریق  تک مولکول

در سطح تک مولکول شرایط رسانایی “conductance” و خاصیت رسانایی “conductivity” بصورت مترادف استفاده می شوند، با این حال اصطلاح رسانایی “conductance”  رایج است.

در کلاس های مختلف از تک مولکول رسانایی متفاوت خواهد بود، به عنوان مثال برای ساختارهای مزدوج به طور عمومی رسانایی بیشتر از آلکان های ساده است.

مارتین و همکارانش یک مرور کلی از تفاوت در رسانایی بین کلاس های مختلف از مولکول را در 1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی شرح داده اند.

برخی مطالعات  در1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی به منظور بررسی اثر رسانایی به عنوان یک تابع از طول مولکول انجام شده است .

بیشتر، مولکول های ساده به طور مفصل در 1دانلود مقاله الکترونیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته اند، به عنوان مثال بنزنها ، آلکان ها و آلکن با گروههای پیوند دهنده مختلف .

 

 

 

منبع:گوگل

 

دانلود مقاله الکترونیک مولکولی

 

 

خبر خوش اینکه :

در تاریخ ” اول مهر 1401 ”  مقاله ” الکترونیک مولکولی ” با تعداد صفحه 14 نیز بصورت رایگان به این دانلود اضافه شد …

 

دانلود قوی ترین مقاله الکترونیک مولکولی | pdf و word

5,000 تومان – افزودن به سبد خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد