مقاله شماره 99: معرفی و دسته بندی نانو مواد (یک بعدی)

[asaly]

به نام خدا
​

یک بعدی
نانوساختار های تک بعدی را به می توان به سه گروه عمده نانو سیمها و نانو تیوبهای فلزی و نیمه هادی، نانوالیاف که عمدتاً ‏پلیمری هستند و نانو لوله ها و نانوالیاف کربن تقسیم کرد. همه این ساختار ها در یک جهت گسترش قابل توجه داشته و در دو ‏جهت دیگر محدود هستند. در این میان بسیاری از نانو الیاف شرط مقطع کمتر از 100 نانومتر را ارضا نمی کنند اما بدلیل ‏اینکه خواصی متفاوت از بالک دارند در این دسته جای می گیرند. در ادامه بدلیل اهمیت فراوان نانوسیمها به آنها پرداخته می ‏شود و مبحث نانولوله کربنی در جای دیگر خواهد آمد.

‏چگالی حالات در یک بعد

اگر حالتی را در نظر بگیریم که جامد در دو محور محدود شده باشد (شکل ‏a‏)، الکترون تنها در یک جهت می تواند آزادانه حرکت ‏کند و در دو جهت دیگر مقید به مقادیر کوانتایز انرژی و بردار موج خواهد بود. چنین سیستمی سیم کوانتمی نامیده می شود و یا ‏زمانی که حامل بار الکترون ها باشند سیستم الکترون تک بعدی نامیده می شوند. ‏
تعداد حالات با تقسیم طول بردار موج بر ابر ‎2π/l‎‏ (برای 2 الکترون) به سادگی بدست می آید.

​

شیوه مشابه ساختارهای سه و دو بعدی در راستای طول نانو سیم (‏x‏) حالات نیمه پیوسته خواهند بود (شکل ‏d‏)، درست مشابه ‏مراتب انرژی در این راستا که در شکل ‏c‏ سمت چپ مشاهده می شود. طبعاً حالات ‏k[SUB]y[/SUB]

,k[SUB]z[/SUB]‏ گسسته خواهند بود و حل معادله ‏شرودینگر برای ذره در جعبه این امر را تائید می کند. حالات مجاز خطوطی به موازات ‏k[SUB]x[/SUB]‏ هستند که در شکل ‏b‏ نشان داده شده ‏است. درون هر خط منفرد ‏k[SUB]x[/SUB]‏ نیمه پیوسته خواهد بود اما این خطوط با مقادیر غیر مجاز ‏k[SUB]y[/SUB],k[SUB]z[/SUB]‏ از هم جدا شدند.

روش های سنتز نانوسیم
در ادامه به روشهای تولید نانوسیم که می توان گستره بزرگی از انواع نانوسیم را به این شیوه ها با موفقیت تولید کرد پرداخته ‏می شود (جدول 1).‏

جدول1- روش های تولیدی انواع نانو سیم ها

​

سنتز قالبی (‏template synthesis‏)‏
سنتز قالبی (غشایی) یکی از شیوه سنتز نانوساختارها بویژه نانوذرات و نانو سیم ها است که در آن از مفاهیم بسیار ساده بهره ‏گرفته می شود. درون قالب از حفره های استوانه ای نانومتری تشکیل شده که بوسیله ماده مورد نظر برای ساخت نانوسیم پر ‏می شود. ‏
در سنتز قالبی باید علاوه بر پایداری مکانیکی و شیمیایی عواملی چون قطر، یکنواختی و چگالی حفره ها اهمیت پیدا می کنند. ‏اغلب از قالب هایی چون آلومینای آندی، پلیمرهای بمباران شده با یون، شیشه های حفره دار و فیلم میکا استفاده می شود که در ‏این میان آلومینای آندی و پلی کربنات بیشترین کاربرد را دارند.‏
آلومینای آندی از آندایز آلومنیم در یکسری اسیدها حاصل می گردد. در شرایط کنترل شده ولتاژ، دما و ‏pH‏ می توان آرایه ‏منظمی از حفره تک اندازه که بصورت هگزاگونال در صفحه چیده شدند به دست می آید (شکل 1‏a‏). فرایند خود سامانه ایجاد ‏آلومینای آندی از دو فرایند بسیار پیچیده تشکیل شده که یکی تشکیل حفره های یکنواخت و دیگری نظم حفره ها است. اندازه ‏حفره یکنواخت است زیرا میدان الکتریکی نفوذ و رشد آلومینا را تسریع می کند به صورتی انحلال آلومینا در الکترولیت ‏اسیدی ناچیز خواهد بود. تنش مکانیکی در فصل مشترک آلومینیم- آلومینا نظم حفره ها را تضمین می کند. این تنش که از ‏انبساط حجمی آلومینا در اثر نفوذ یون اکسیژن حاصل می شود نوعی دافعه بین حفره ایجاد می کند که نتیجه آن ارایه ‏هگزاگونال حفره ها خواهد بود. بسته به شرایط آندایز اندازه حفره ها می تواند از 10 تا 200 نانومتر تغییر کند. تقریباً تمامی ‏محققین معتقند که آندایز دو مرحله ای یکنواختی قطر و نظم حفره های بیشتری به دست می دهد که در آن پس از یک مرحله ‏آندایز آلومینای تشکیل شده در اسید حل شده و سپس آندایز دوم آنجام می شود.

شکل 2-قالبه ای ‏a‏) آلومینای آندی و ‏b‏) پلی کربنات

​

فیلم میکا و پلیمرها هم در معرض بمباران یونی قرار گرفته و سپس کانال های ایجاد شده در آنها اچ می شوند تا حفره هایی با ‏اندازه مورد نظر حاصل شود.‏
شیشه نانو کانال هم حفراتی منظم با آرایه هگزاگونال درست مشابه آلومینای آندی دارد اما چگالی آن به مراتب بالاتر است. ‏قالب شیشه های ویکور هم نوعی قالب تجاری است که حفره آن به هم متصل هستند. غربال مولکولی مزوحفره با نام تجاری ‏MCM41‎‏ حفره های 2 تا 10 نانومتر دارد و برای تولید فیلامان از آن بهره می برند. به تازگی هم تحقیقاتی روی سنتز درون ‏مارپیچ ‏DNA‏ انجام شده اما آنچنان گسترده نیست.‏
پلیمرهای دو گانه با دو جزء متفاوت (مثلاً آب گریز-آب دوست) هم جهت سنتز نانوسیم به کار می روند. بدین منظور پس از ‏تهیه پلیمر مذکور آنرا تا بالای دمای انتقال شیشه ای هردو حرارت داده و در یک میدان الکتریکی قرار می دهند تا و پس از ‏جدایش فازی یک الگوی کره، سیلندری و یا صفحه ای بسته به غلظت پلیمر دو گانه حاصل می شود.‏
پس از تهیه قالب نوبت به سنتز نانوسیم می رسد که بسته به جنس آن می تواند به یکی از روش های زیر تولید شود:

‏‏1- تزریق فشاری
این شیوه برای مواد کریستالی با دمای ذوب پایین و قالب محکم کاربرد دارد. در واقع مذاب ماده مذکور با فشار زیاد به داخل ‏قالب تزریق می شود. بنابراین قالب باید در دمای بالا پایدار و نسبت به فشار وارده مستحکم باشد. به عنوان نمونه نانوسیم ‏فلزات ‏Bi، ‏In، ‏Sn‏ و ‏Al‏ و نانوسیم نیمه هادیهایی مانند ‏Se، ‏Te، ‏GaSb‏ و ‏Bi2Te3‎‏ در قالب آلومینا و شیشه نانو حفره به این ‏شیوه سنتز می شوند. برای کاهش فشار گاها از یکسری مواد فعال سطحی بهره می برند مثلا افزودن کمی مس به بیسموت ‏فشار اعمالی را کاهش داده و تعداد نانوسیم تولید شده را افزایش می دهد.‏
نانو سیمهای ایجاد شده به این روش در راستای حفره جهت کریستالی خاصی دارند. این جهت کریستالی به نوع ماده، اندازه ‏حفره و فشار اعمالی ارتباط دارد.

‏2- رسوب دهی الکتروشیمیایی
یکی از روش های مورد توجه و کارامد در سنتز نانوسیم ها رسوب دهی الکتروشیمیایی است. در گذشته از این تکنیک برای ‏ایجاد لایه روی یک سطح رسانا بهره می بردند و چون کنترل رشد در جهت عمود به صفحه زیر لایه امکان پذیر بود به ‏عنوان گزینه ای برای سنتز نانوساختار های صفر بعدی و 1 بعدی مطرح شد به شرط اینکه بتوان فرایند رسوب دهی را به ‏درون حفرات قالب مناسبی انجام داد. طبیعتا قالب استفاده شده باید در الکترولیت اسیدی پایدار باشد.‏
برای تولید نانوسیم به این شیوه ابتدا با یک فلز هادی یک سوی قالب یا غشا پوشانده می شود که در فرایند رسوب دهی ‏الکتریکی به عنوان کاتد نقش ایفا می کند. طول نانو سیمها می تواند به اندازه ضخامت قالب باشد و کنترل آن با زمان فرایند ‏امکان پذیر خواهد بود. بسیاری از نانو سیم ها را می توان به شیوه سنتز کرد مثلاً نانو سیم فلزاتی چون ‏Bi، ‏Co، ‏Fe، ‏Cu، ‏Ni، ‏Ag‏ و ‏Au‏ همچنین پلیمرهای رسانا، ابر رسانا ها و نیمه هادیهای چون ‏CdS‏ و حتی ابر شبکه ای چون ‏Cu/Co‏ تا کنون ‏به این شیوه سنتز شده اند.
در شکل 2 دو نمای غشای آلومینا که به جریان مستقیم حفرات آن ‏Bi[SUB]2[/SUB]Te[SUB]3[/SUB]‎‏ پر شده نمایش داده شده ‏است. نقاط سفید رنگ در این شکل 2 ‏a‏ و نوارهای سسفید رنگ در شکل 2 ‏b‏ نانو سیمهای ‏Bi[SUB]2[/SUB]Te[SUB]3[/SUB]‎‏ هستند. نقاط و خطوط ‏سیاه در دو شکل حفرات پر نشده و رنگ خاکستری نشانگر خود غشای آلومینا است.

شکل 3- تصاویر ‏SEM‏ نانو سیم های ‏Bi[SUB]2[/SUB]Te[SUB]3[/SUB]‎‏ (به رنگ سفید) درون غشای آلومینا (به رنگ خاکستری)

​

برای رفع مشکل پر شدن حفره گاهی از فعال کننده های سطحی استفاده می شود به عنوان مثال برای سنتز درون قالب ‏PMMA/PS‏ از اتانول بهره می گیرند و به کمک آن می توان تمامی حفره ها را پر کرد.‏
ذکر یک نکته در مورد غشای آلومینا ضروری است و آن عبارتست از لایه مانع (‏barier‏) که انتهای حفره ها را پوشانده ‏است و باید حذف شود. اگر چه تکنیک هایی همچون استفاده از ولتاژ سینوسی در هنگام رسوب دهی الکتروشیمیایی قادرند ‏بدون حذف لایه مانع در غشای آلومینا نانومیله تولید کنند و نانو میله تولید شده به این روش مورفولوژی بهتری نیز دارد.‏
در مقایسه با تزریق فشاری نانو سیم هایی که با رسوب دهی الکتروشیمیایی تولید می شونداغلب پلی کریستال بوده و هرگز ‏جهت کریستالی مرجحی در آنها مشاهده نمی شود. البته نیمه هادی های حاوی ‏Cd‏ به دلیل رفتار الکتروشیمییای پیچیده این ‏عنصر از این قاعده مستثنی هستند. اما در مطالعاتی که برای رشد نانوسیم های ‏Pb‏ بصورت تک کریستال و با ولتاژ پالسی ‏صورت گرفت نانو سیمهای حاصل از یک جهت کریستالی تبعیت نمی کردند.‏
دومین مزیت رسوب دهی الکتروشیمیایی رسوب لایه لایه چند ماده با کمک تغییر ولتاژ است. به این صورت دو نوع یو ن ‏موجود در الکترولیت به صورت انتخابی رسوب داده می شوند. شکل 3 نانوسیمی از جنس ‏Co/Cu‏ را نشان می دهد که به ‏این طریقه تولید شده است. در این شکل مناطق سیارنگ غنی از مس و مناطق سفید رنگ غنی از کبالت هستند.

شکل 4- نانوسیم مس (مناطق سیاه) کبالت (مناطق سفید) که با تغیر ولتاژ تولید شده است.
​

3- رسوب از فاز بخار
روسوب از فاز بخار هم شامل موارد فیزیکی (‏PVD‏) و هم شیمیایی (‏CVD‏ و ‏MOCVD‏) است. در این شیوه ماده ای که باید ‏حفره ها را پر کند تبخیر شده (در روش ‏PVD‏) یا در فاز بخار تولید می شود (در ‏CVD‏ و ‏MOCVD‏) و در تمامی نقاط قالب ‏بطور همزمان رسوب می کند. معمولاً نانوسیمی که به این شیوه تولید می شود تقریباً تک کریستال و دارای جهت مرجح است ‏مانند نانوسیم های حاصل از تزریق فشاری با این تفاوت که در رسوب از فاز بخار حفره های کوچک را می توان پر کرد که ‏تزریق فشاری امکان پذیر نیست. به عنوان نمونه نانو سیم بیسموت بدست آمده از روش ‏PVD‏ در غشای آلومینا تقریباً تک ‏کریستال (حاوی یکسری عیوب کریستالی) و دارای جهت مرجح در طول حفره های قالب هستند. همچنین نانوسیم های تک ‏کریستال ‏GaN‏ که از واکنش گازی اکسید گالیم در اتمسفر حاوی مقدار جزئی آمونیا بدست آمدند بطور واضحی هم جهت ‏بودند.


‏‏4- گاز-مایع-جامد (‏VLS‏)‏
یکی از شیوه های تولید نیمه هادی ها ‏VLS‏ برپایه رشد نامتقارن کریستالی است. این شیوه در ابتدا برای تولید ویسکرهای ‏سیلیکون استفاده شد. در این مکانیزم ماده مورد در فاز گاز به قطره مایع کاتالیست جذب شده و بعد از افزایش غلظت آن درون ‏کاتالیست روی سطح کاتالیست جوانه زده و رسوب دهی آغاز می شود. بنابراین اینکه قطر نانوسیم چقدر باشد به اندازه ‏کاتالیست مربوط است زیرا قطره بزرگتر سطح بیشتری برای جوانه زنی فراهم می کند و برای تولید نانو سیم باید نانو ‏کاتالیست اختیار کرد. همانطور که در شکل 4 به صورت شماتیک نمایش داده شده این نانو سیم ها از خلوص بالایی ‏برخوردارند. تنها مشکل ناخالصی حاصل از کاتالیست است که در انتهای نانوسیم یا ویسکر باقی می ماند.

شکل 5- نمایش شمای فرایند ‏VLS‏ برای رشد نانو سیم سیلیکون با استفاده از کاتالیست طلا


​

 

[asaly]

کاربرد نانو سیم ها

کاربرد نانو سیم ها

خواص و کاربرد نانو سیم ها
​

1- کاربردهاي الکترونيکي
بسیاری از سازندگان ادوات الکترونیک تمایل دارند برای سود بیشتر و کارایی بالاتر اندازه ساخته های خود را کاهش دهند اما ‏برای کوچکتر کردن ادوات خود با مشکلات تکنیکی مواجه هستند. بدین معنا که تکنیک هایی همچون فتولیتوگرافی به لحاظ ‏اندازه محدودیت دارند. اما در رژیم نانوفناوری چنین محدودیتی وجود ندارند. ‏
به علاوه بسیاری از مواد در این اندازه رفتارهای بهبود یافته ای از خود نشان می دهند و ادواتی که از نانوساختارها بهره می ‏برند نه تنها به لحاظ اندازه بلکه به لحاظ کاربرد با اوات پیشین قابل مقایسه نیستند.‏
اخيرا نانوسيم ها در قطعات الکترونيکي که در تکنولوژي نيمه هاديها مورد استفاده هستند مانند ديودهاي اتصال ‏p-n، ‏ترانزيستورهاي اثر ميداني، دروازه منطقي، ديودهاي نشر نوري وارد شده اند و قابليت خود را به عنوان واحدهاي سازنده اي ‏که مي توانند براي ساخت مدارات مجتمع پيچيده به روش «پايين- بالا» استفاده شوند، نشان داده اند.‏

‏2- کاربردهاي ترموالکتريک
يکي از زمينه هاي کاربردي نانوسيم ها، پدیده ترموالکتريک یا همان تبديل انرژي گرمايي به الکتريکي است. بازده يک ‏دستگاه ترموالکتريک برحسب يک عدد بدون بُعد به نام شاخص ‏ZT‏ است که ‏Z‏ بصورت زير تعريف مي شود:‏z=σS[SUP]2[/SUP]/kکه در آن σ رسانايي الکتريکي، ‏S‏ ضريب سيبک و ‏k‏ رسانايي حرارتي و ‏T‏ دما هستند. براي حصول يک ‏ZT‏ بزرگ و درنتيجه ‏کارايي ترموالکتريک مناسب، رسانايي الکتريکي زياد، ضريب سيبک بزرگ و يک رسانايي حرارتي کم نياز است. بر اساس ‏قانون ‏Wiedemann–Franz‏ رسانایی الکتریکی و حرارتی ارتباط مستقیم داشته و مثلاً افزایش رسانایی الکتریکی کاهش ‏ضریب سیبک و افزایش رسانش حرارتی را به دنبال خواهد داشت. این امر بازده ترمو الکتریک ها را در حالت بالک محدود ‏می کند. نانو سیمی در دوبعد محدودیت کوانتمی دارد می تواند رسانایی الکتریکی بالا، ضریب سیبک بزرگ و رسانش ‏حرارتی پایین ارائه کند. این پدیده با کاهش قطر نانوسیم چشمگیر تر هم می شود.

‏3- کاربردهاي اپتیکی
بدلیل محدودیت کوانتمی، با یک تغییر جزئی در نوری که به یک نانوسیم می تابد، الکترونها به سرعت حالات ممکن را ‏اشغال نموده و درنتیجه رفتار غیر خطی نور در نانوسیم مشاهده می شود. بنابراین اولین کاربرد آنها به شکل سویچ نوری ‏پدیدار می شود زیرا سرعت و حساسیت بالاتری خواهند داشت. به علاوه چون گاف انرژی با اندازه نانو سیم مرتبط است می ‏توان سویچ های بسیار دقیقی ساخت.‏
نورتابی از نانو سیمها هم په بصورت فتولومینسانس یا الکترولومینسانس (‏EL‏) امکان پذیر است. در هردو فرایند چون ‏الکترونها برای تهییج به انرژی کمتری احتیاج دارند نانوسیم ها به حالت بالک برتری خواهند داشت. اما برای مشاهده ‏EL‏ باید ‏یک اتصال ‏p-n‏ از نانوسیم ها وجود داشته باشد که این امر به ساخت ‏LED‏ های نانویی منتهی می گردد. فناوری بالاتر از ‏LED‏ لیزر های نانوساختار هستند که در مقایسه با حالت بالک آستانه تهییج پایینتری دارند و بازده آنها به دما حساسیت بیشتری ‏دارد. مهمتر از همه اینکه طول موج تابش لیزر از طریق کنترل مرفولوژی نانوسیم ها قابل تنظیم است.‏
حسگرهای نوری هم از دیگر کاربردهای نانوسیم ها است و چنان که در ابتدا آمد
برای تحریک به انرژی کمتری نیاز دارند ‏پس حساستر هستند. مثلاً رسانایی نانو سیم های اکسید روی در امواج ماوراء بنفش تا 4 مرتبه افزایش می یابد که اصلا با ‏حالت بالک قابل مقایسه نیست. ‏

‏4- شناسايي موادشيميايي و بيوشيميايي
ساخت سنسورهاي شيميايي و بيوشيميايي توسط نانوسيم ها به عنوان حس کننده، زمينه کاربردي بسيار جالبي است. ‏سنسورهاي نانوسيم مي توانند کوچکتر، با توان مصرفي کمتر و پاسخ سريعتر از انواع ماکروسکوپي باشند. آرايه هاي نانوسيم ‏مي توانند داراي قدرت تفکيک نانومتري باشند و بنابراين اطلاعات دقيق و واقعي مربوط به غلظت و توزيع فضايي مواد ‏مورد شناسايي را فراهم آورند. به عنوان مثال مطالعات ديناميکي برروي اثرات شيب هاي شيميايي در سلولهاي بيولوژيکي ‏کاربرد دارند.‏

‏5- کاربردهاي مغناطيسي
جالب ترين اين کاربردها، ذخيره مغناطيسي است که در آن نسبت ابعادي نانوسيم (طول به قطر) پدیده «سوپرپارامغناطيسي» ‏را رفع می کند. این پدیده باعث می شود جهت مغناطش با دما معکوس شود یا به زبان ساده اطلاعات ذخیر شده نابود شود. ‏انرژی مغناطیسی از دو طریق افزایش حجم و کاهش همسانگردی افزایش می یابد. با افزایش حجم به کاهش چگالی نقاط ‏مغناطیسی یا رزولوشن می انجامد که مطلوب نیست. اما نا همسانگردی از طریق شیوه سنتز نانوسیمها مقدور می باشد. تا ‏کنون حافظه مغناطیسی با استفاده از نانو سیمهای نیکل، کبالت و هسته پوسته نیکل-کبالت در غشای آلومینا ساخته شده اند که ‏ذخیره ‏‎1012 bits/in2‎‏ را مقدور می سازند.‏


منبع:
edu.nano.ir

 

[asaly]

نانولوله کربن

نانولوله کربن

نانولوله کربن

یکی از مهمترین نانوساختارهای تک بعدی نانوتیوب کربن است. شکل زیر تصویر دو نانوتیوب کربن را که توسط میکروسکوب ‏تونلی روبشی (‏STM‏) تصویر برداری شده ارائه می کند.

شکل1-تصویر STM دو نانو لوله کربن

​

​

نانوتیوب کربن را به دو گونه تقسیم بندی می کنند. تقسیم بندی اول تعداد دیواره را مد نظر قرار می دهد. شکل زیر تصویر ‏میکروسکوب الکترونی عبوری (‏TEM‏) دو نانو تیوب کربن تک دیواره (‏SWNT‏) و چند دیواره (‏MWNT‏) را نشان می دهد. این ‏دو نوع نانوتیوب کربن در شیوه سنتز نیز تفاوت دارند.

شکل2-تفاوت دو نوع نانولوله کربنی

​

تقسیم بندی دوم خواص رسانایی را مد نظر قرار می دهد اما ارتباط مستقیمی با ساختار دارد. برای درک بهتر به شکل زیر توجه ‏کنید که یک صفحه گرافن را نمایش می دهد. فرض کنید محور ‏OA‏ محور نانوتیوب باشد و پیچیدن گرافن حول این محور نانو ‏تیوب حاصل می شود. اگر ‏OA= na_1+ma_2‎‏ در نظر بگیریم با تغییر ‏n,m‏ ساختار های متفاوت (شکل سمت چپ) و ‏خواص گوناگون حاصل می شود.

شکل3-ساختار های مختلف CNT




​

اگر ‏n=m‏ باشد رسانایی فلزی، ‏n-m=3j‏ نیمه هادی نوار نازک و در سایر حالات نیمه هادی نوار بزرگ حاصل خواهد شد، ‏که در نوار نازک انرژی گاف متناسب با ‏‎□(1/R^2 )‎‏ و در نوار بزرگ انرژی گاف عکس شعاع (‏‎1/R‏) نانوتیوب است.‏
خواص اپتیکی نانوتیوب های کربن مورد توجه نمی باشد زیرا سرعت ترکیب اکسایتون در نانوتیوب بالا است و تشعشعی در اثر ‏آن پدید نمی آید.‏
برای درک خواص مکانیکی نانوتیوب های کربن مد نظر داشته باشید که پیوند کووالانسی کربن-کربن یکی از محکم ترین پیوندها ‏است و ساختار الماس مثالی شناخته شده از این پیوند است. جدول زیر استحکام نانوتیوب کربن تک دیواره را با فولاد و الماس ‏مقایسه می کند.

جدول1-مقایسه مدول یانگ فولاد، CNT و الماس

Young’s modulus (GPa)‎​	Material​
190-210​	ُSteel​
+1000​	SWNT​
1050-1200​	Dimond​

​

کاربردهای ‏CNT
ترانزيستورهای اثر میدانی (‏FET‏) شاید مهمترین کاربرد ‏SWNT‏ باشند که سرعت انتقال الکترون در آن به کمک اثر بالستیک ‏‏1000 بار بیشتر از نانوسیم مسی است. شکل زیر تصویر میکروسکوب الکترونی روبشی (‏SEM‏) یک ترانزيستورهای اثر ‏میدانی را نمایش می دهد.

شکل4-تصویر SEM یک FET​

حسگرهای اثر میدانی استفاده ای از ترانزیستور اثر میدانی است که امروزه تجاری شده اند شکل زیر شمای این حسگرها را نشان ‏می دهد.

​

شکل5-حسگر اثر میدانی​

نمايشگرهاي گسيل ميداني یکی از کاربردهای بالقوه نانوتیوب کربن است. این نمایشگرها سریعترین زمان پاسخ و کنتراست بالا را ‏با امکان تخت بودن همانند ‏LCD‏ و ‏LED‏ ترکیب می کنند و از همه مهمتر اینکه توان مصرفی در حدود نصف ‏LCD‏ دارا هستند. ‏شکل زیر تصویر میکروسکوب الکترون روبشی نمونه ای از این نمایشگرها است. همانطور که در شکل ‏b‏ به وضوح دیده می ‏شود نانوتیوب کربن در وسط حفره ها قرار می گیرد و الکترون با خروج از آن به سمت صفحه الکترو لومینوسانس هدایت می شود ‏و با برخورد با آن روشنایی ایجاد می کند.

شکل6- تصویر SEM نمايشگرهاي گسيل ميداني

منبع: http://edu.nano.ir/index.php/articles/show/95