پژوهشگران دانشگاه شهید بهشتی تهران با همکاری محققانی از دانشگاه قم امکان استفاده از تابش لیزر جهت تولید گرافن را مورد بررسی قرار دادند.

گرافن ورقه‌ای دوبعدی از اتم‌های کربن در یک پیکربندی شش‌ضلعی لانه‌زنبوری است. گرافن جدیدترین عضو خانواده‌ مواد کربنی گرافیتی چندبعدی است. اصطلاح گرافن اولین بار در سال 1986 از ترکیب کلمه گرافیت و یک پسوند به هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای اشاره دارد، اطلاق شد. خواص نوری منحصربه ‌فرد گرافن کاربرد این نانوذره در بسیاری از حوزه‌های علم و تکنولوژی گسترانده است.

دکتر روح‌الله کریم زاده پژوهشگر دانشگاه شهید بهشتی با ارائه توضیحاتی به تبیین اهداف این طرح پرداخت و گفت : تنظیم ویژگی‌های نوری مواد همیشه به‌عنوان یک مسئله‌ اساسی در مباحث مربوط به فوتونیک مورد توجه بوده است. از جمله موادی که اخیراً تحقیقات زیادی بر رو خواص نوری آن‌ها انجام می‌شود، اکسید گرافن است. کنترل گاف انرژی یک ابزار قدرتمند برای تنظیم ویژگی‌های نوری اکسید گرافن به شمار می‌آید. در این طرح، از تابش لیزر و اعمال میدان مغناطیسی جهت احیا و کنترل گاف انرژی اکسید گرافن استفاده شده است.

کریم زاده افزود:سرعت، سادگی و ارزان بودن این روش را می‌توان مهم‌ترین ویژگی آن برشمرد. به‌علاوه عدم استفاده از مواد شیمیایی در این فرایند موجب رفع نگرانی‌های زیست‌محیطی شده و کاهش اثرات جانبی بر روی گرافن تولید شده را در پی دارد.

عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی تهران تصریح کرد: در طرح حاضر با اعمال یک ولتاژ مستقیم الکترواستاتیک و تابش نور لیزر خواص خطی و غیرخطی نوری اکسید گرافن و خصوصیات محدود کنندگی آن تنظیم و کنترل شده است. بدین منظور ابتدا اکسید گرافن به روش هامرز تعمیم سنتز شد. در ادامه، فرایند احیای کنترل‌شده‌ اکسید گرافن با اعمال همزمان میدان الکترواستاتیکی و تابش لیزر انجام شد. سپس خصوصیات نوری خطی و غیرخطی آن با استفاده از روش‌های مختلف از جمله Z-scan ارزیابی شد. در نهایت پاسخ‌های محدودکنندگی نوری مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج حاکی از آن است که،‌ با انتخاب مناسب پارامترهایی مانند زمان و توان لیزر و همچنین اندازه‌ میدان الکتریکی می‌توان درجه‌ احیای مورد نظر را به دست آورد. نمونه‌ها هیچ نوع پاسخ جذب غیرخطی نسبت به تابش لیزر پیوسته با طول‌موج 532 نانومتر از خود نشان نداده‌اند. این در حالی است که با افزایش درجه‌ احیا، آستانه‌ محدودکنندگی نمونه کاهش و توان محدودکنندگی آن افزایش می‌یابد.

این تحقیقات از تلاش‌های مهدی یدی- دانش‌آموخته‌ مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه شهید بهشتی- دکتر روح‌الله کریم زاده- عضو هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی- دکتر افشین عباسی- عضو هیأت علمی دانشگاه قم- به انجام رسیده است. نتایج این کار در مجله‌ Journal of Material Science با ضریب تأثیر 2/302 (جلد 52، شماره‌ی 8، سال 2017، صفحات 4532 تا 4542) چاپ شده است.

اضافه کردن نظر

کد امنیتی
تازه سازی

JoomShaper