فوتونیک و اپتوالکترونیک

آشنایی با گرافن

گرافن ساختار دو بعدی از یک لایه منفرد شبکه لانه زنبوری کربنی می‌باشد. گرافن به علت داشتن خواص فوق العاده در رسانندگی الکتریکی و رسانندگی گرمایی، چگالی بالا و تحرک پذیری حامل های بار، رسانندگی اپتیکی و خواص مکانیکی به ماده‌ای منحصربفرد تبدیل شده است. این سامانه جدید حالت جامد به واسطه این خواص فوق العاده به عنوان کاندید بسیار مناسب برای جایگزینی سیلیکون در نسل بعدی قطعه‌های فوتونیکی و الکترونیکی در نظر گرفته شده است و از این رو توجه کم سابقه‌ای را در تحقیقات بنیادی و کاربردی به خود جلب کرده است.

راه‌اندازی خط تولید گرافن

شرکت سمتریکس قصد دارد خط تولید جدیدی برای تولید گرافن راه‌اندازی کند. در این خط تولید که قرار است تا 6 ماه آینده آغاز به کار کند، برای مقابله با افزایش گازهای گلخانه‌ای، از روش‌های زیست‌سازگار استفاده خواهد شد. سمتریکس (Cemtrex) یک شرکت تولید کننده صنعتی است که اخیراً اعلام کرده درصدد ایجاد خط تولید پایلوت برای تولید گرافن است. قرار است در حین فرآیند، تولید گاز دی‌اکسیدکربن خارج شده از دودکش نیز کنترل شود. این شرکت اعلام کرده که این خط تولید تا شش ماه آینده آغاز به کار می‌کند.

گرافن سفید برای دفع گرمای مدارات

اتلاف گرما (Heat Dissipation) یا کنترل گرمای تولید شده در مدار و هدایت آن به خارج از قطعه الکترونیکی از چالش های اساسی صنعت الکترونیک است. محققان به تازگی موفق شده اند ساختار سه بعدی پیچیده ای از یک ماده دو بعدی ارائه دهند که گرافن سفید نامیده می شود و ممکن است راه حلی برای این مساله باشد. اصولا گرافن یک ساختاری دوبعدی به ضخامت یک اتم است که اتم های کربن را در شبکه ای شش ضلعی در خود جای داده است. قابلیت های انتقال حرارت آن شگفت انگیز است و در عین حال رسانای بسیار خوبی برای الکتریسیته نیز محسوب می شود. از سوی دیگر بورون-نیتراید شش ضلعی(h-BN) نیز از آن جا که ضخامتی معادل یک اتم دارد به گرافن شبیه است با این تفاوت که این ماده عایق الکتریسیته است. این خاصیت باعث می شود احتمال مفید بودن این ساختارها در کنترل جریان گرما در ادوات الکترونیکی افزایش یابد.

کاربرد گرافن در آنتن ها

استفاده از گرافن برای آنتن‌ها و سایر وسایل الکترومغناطیسی می‌تواند مزایای بسیاری همچون کوچک سازی زیاد ، ادغام یکپارچه با نانوالکترونیک گرافن RF، تنظیم پویای کارآمد و حتی شفافیت و انعطاف پذیری مکانیکی را داشته باشد . اگرچه کارهای تئوریکی و نظری بسیار متفاوتی در این حوزه انجام شده است اما کاربردهای بسیار کمی پیشنهاد شده و در واقعیت مورد ارزیابی قرار گرفته است .