Grafen: Revizyonlar arasındaki fark
| [kontrol edilmiş revizyon] | [kontrol edilmiş revizyon] |
İçerik silindi İçerik eklendi
Değişiklik özeti yok |
düzeltme AWB ile |
||
2. satır:
'''Grafen''', [[karbon]] atomunun bal peteği örgülü yapılarından bir tanesine verilen isimdir.
Periyodik tablodaki en ilginç elementlerden biri Karbon atomudur. Karbonun [[grafit]] (kurşun kalem, katı yağlayıcılar vb.) ve [[elmas]] gibi gündelik hayattan çok iyi bilinen allotroplarının yanında [[karbon nanotüpler|nanotüp]] ve [[fulleren]] gibi yeni sentezlenen formları da mevcuttur. Özellikle [[karbon nanotüpler]] ve C<sub>60</sub> ([[fulleren]]) molekülleri ilk sentezlendikleri yıllardan günümüze kadar katı hal fiziğini son derece aktif araştırma alanları arasına girmiştir. Bal peteği kristal yapısında, sp<sup>2</sup> melezleşmesi yapan; grafitin, nanotübün ve C<sub>60</sub>'ın ana yapıtaşı olan grafen ise ancak 2004 yılında sentezlenebilmiştir. İngilizce'de "Graphite" ve "ene" kelimelerinden türetilen "graphene" terimi türkçede
== Tanım ==
Karbonun bal peteği örgülü yapıları olan
Grafen yapısında karbon-karbon bağ uzaklığı yaklaşık olarak 1.42 Angstrom iken grafen tabakalarının üst üste gelmesi ile meydana gelen grafitte iki grafen tabakası arasındaki mesafe yaklaşık 3,35 Angstrom'dur. Grafendeki güçlü karbon bağları ona yeryüzündeki bilinen en sağlam malzemelerden biri olma özelliğini kazandırmıştır. Bununla birlikte grafitteki grafen katmanlar arasındaki bağlar oldukça zayıftır. Kurşun kalemi kağıda sürtünce bu zayıf bağlar kırılmakta ve kağıda yayılan grafen ve grafit tabakalar yazı izlerini oluşturmaktadır.
99. satır:
== Grafen Nanoşeritler ==
Kusursuz grafen iki yönde sonsuza kadar uzanan bir örtü gibidir. Gerçekçi grafen ise girinti ve çıkıntılardan oluşan kenarlara sahiptir. Bu girinti ve çıkıntılar grafen kristali yeterince büyük ise etkisiz olmaktadır. Sentezlenen grafen parçaları sonlu olsa da sergiledikleri fiziksel özellikler sonsuz grafene benzerdir. Çok küçük grafen şeritlerinde kenarların etkileri ortaya çıkar ve grafen nanoşeritler grafenden ayrı olarak incelenmeyi hak etmektedirler.
Grafen şeritler sahip oldukları kalınlığa ve kenarlarının tipine göre göre farklı özellikler sergilemektedirler. Şekil XXX-a da iki grafen şerit görünmektedir. Birincisi bilimsel literaturde "armchair" olarak adlandırılan kenarlara sahip olup birim hücresinde <math>n=20</math> karbon atomu bulundurmaktadır. Yandaki şekilde ise (b) başka bir açıdan kesilerek elde edilmiş "zigzag" kenarlı ve birim hücresinde 10 elektron bulunduran grafen nanoşerit görünmektedir.
105. satır:
Normal grafen kristallerinin yasak enerji aralığı sıfır iken, kalınlığı 1 nanometre civarında olan <math>n=14</math> armchair grafen nanoşeridin 1.5 eV civarında bir yasak enerji aralığına sahip olduğu teorik çalışmalarda gösterilmiştir [[cohen]]. Yasak enerji aralığı şeritlerin kalınlığına bağlı olarak da değişiklikler göstermektedir. Belirli yönde kesilen grafen şeritlerden bazıları manyetik karakter sergilemektedir. Hatta Berkeley deki araştırmacılar bu manyetik şeritlerin uygulanan elektrik alan altında yarı-metal özellik gösterdiklerini de keşfetmişlerdir [[cohen-half]]. Bilkent Üniversitesinden Salim Çıracı ve grubu ise grafen nanoşeritlerin kalınlık modifikasyonu neticesinde çoklu kuvantum kutu yapıları (MQW) oluşturdugunu, bu yapıların parçacık durumlarını şeridin belirli yerlerinde hapsedebildiklerini, daha da ilginci belirli şeritlerin parçacık spinlerini dahi hapsedebildiklerini göstermişlerdir [[agsl,apl]]. Parçacık durumlarının hapsolduğu bu nano yapıların geleceğin kuvantum-bilgisayarlarında kullanılabilecekleri hale getirilme çalışmaları da bilim adamlarınca yürütülmektedir [[cinliler]].
Stanford üniversitesinden H. Dai önderliğindeki araştırma grubu 10
== Kullanım alanları ==
117. satır:
=== Grafen ve pil teknolojisi ===
Grafen, sağlam olduğu kadar iyi de elektrik tutmakta ve bu özelliğinin pil teknolojisinde devrim yaratması beklenmektedir. Elmas keskilerine dayanacak kadar güçlü bir karbon tabakası olan grafenin, yongaların bileşiminde silikonun yerini alabilecek olmanın yanı sıra şarj ömrünü de inanılmaz uzatabileceği düşünülmektedir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan [[Teksas Üniversitesi]]'nin araştırmacıları, normal pillerden daha güçlü elektrik depoları olan ultrakapasitörleri grafen tabanlı olarak imal etmeyi başardılar. Sonuç, normalin iki katı kapasiteye sahip olan ultrakapasitörler oldu.
144. satır:
=== Grafen optik modülatör ===
Grafenin Fermi seviyesi ayarlandığı zaman, optiksel soğurma özelliği de değişebilir. 2011 yılında Kaliforniya Berkeley Üniversite'sindeki araştırmacılar, ilk grafen tabanlı optiksel modülatörü bildirdiler. Herhangi bir sıcaklık kontrolcüsü olmaksızın 1,2
== Özellikler ==
| |||