مطالعه‌ی حکاکی پلاسمایی صفحه‌ی گرافن به وسیله‌ی یون‌های اکسیژن با روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فیزیک / دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

در این پژوهش، به بررسی فرایند حکاکی پلاسمایی جهت ایجاد تخلل در صفحه‌ی گرافنِ لایه‌نشانی شده بر روی زیرلایه‌ی SiO2، پرداخته شد. بدین منظور، برای اولین بار شبیه‌سازی دینامیک مولکولیِ فرایند بمباران صفحه‌ی گرافن توسط یون‌های اکسیژن با استفاده از نرم‌افزار لمپس انجام پذیرفت. در این شبیه‌سازی با تغییر انرژی یون‌های فرودی، اثر پارامتر مذکور بر فرایند حکاکی صفحه‌ی گرافن مورد بررسی گرفت. نتایج حاصل، نشان داد که با افزایش انرژی یون‌های بمباران کننده از eV 3 تا eV 12، تعداد و اندازه حفره‌های ایجاد شده در صفحه‌ی گرافن افزایش می‌یابد. بررسی تابع توزیع شعاعی، قبل و بعد از بمباران نیز نشان داد که حکاکی موجب بی نظمی در ساختار گرافن شده است. همچنین تعداد متوسط پیوندهای C-C در گرافن، با افزایش انرژی اتم‌های اکسیژن ورودی کاهش یافت که خود نشانگر از بین رفتن پیوندهای کربن با افزایش انرژی است. از طرفی نتایج بدست آمده مشخص نمود که در انرژی eV 3 آسیب وارد شده به صفحه‌ی گرافن ناچیز است. لازم بذکر است که در این شبیه‌سازی که در آن از میدان‌ نیروی Reax استفاده شده است، شاهد تشکیل گونه‌های O2، CO، CO2، C2O2 و CO3 بوده‌ایم.

کلیدواژه‌ها