محققان دانشگاه علوم پزشکی بابل در پی مطالعات خود، موفق به ساخت نوعی ماده‌ی عایق الکتریکی با ثابت دی الکتریک بالا شدند که در صنایع الکترونیک، اپتوالکترونیک و الکتروشیمیایی کاربرد دارد. همچنین می‌توان از این ماده در ساخت قطعات نانو ترانزیستور و حافظه‌های را
بابل: فناوری نانو در ساخت نوعی عایق الکتریکی
امروزه با پیشرفت صنعت، ابعاد تراشه‌های الکتروشیمیایی، الکترونیکی و اپتوالکترونیکی نیز رو به کوچک شدن هستند. از این‌رو، یافتن نانومواد هیبریدی آلی و معدنی مناسب، به عنوان ماده‌ی اصلی چنین تراشه‌ها و قطعاتی حائز اهمیت بسیاری است. این مواد باید از خاصیت دی الکتریکی مناسب و ایجاد پیوندهای مستحکم برخوردار باشند. در این طرح تلاش شده با استفاده از فناوری نانو، مواد هیبریدی تولید شود تا بتوان از نشتی جریان در قطعات الکترونیکی جلوگیری کرد.
سیده نرگس موسوی کانی، در توضیحات خود بیان کرد: «با توجه به قابلیت‌های ممتاز نانومواد هیبریدی آلی و معدنی در ممانعت از جریان نشتی و تونلی و نیز داشتن ثابت دی الکتریک بالا بر آن شدیم تا با سنتز یک نانوذره‌ی هیبریدی آلی و معدنی، کاهش قابل توجهی در جلوگیری از جریان نشتی در قطعات الکترونیکی ایجاد نماییم.»
با توجه به نتایج و ثابت دی الکتریک بالای محاسبه شده، در آینده می‌توان از این نانوذرات به عنوان یک گیت دی الکتریک در ساخت قطعات نانوالکترونیک آلی استفاده نمود. کاهش هزینه‌ی فرایند به دلیل استفاده از روش آسان سل- ژل، کاهش قیمت نمونه با استفاده از مواد اولیه‌ی ارزان قیمت، کاهش اتلاف انرژی و افزایش سرعت پردازش قطعات الکتریکی از دیگر مزایای اصلی ساخت و کاربرد عایق دی‌الکتریک پیشنهادی است.
به گفته‌ی موسوی، در ساخت این نانومواد هیبریدی از نانوذرات اکساید لانتانیم، به دلیل ثابت دی الکتریک بالا و آنتراسن، به دلیل قیمت بسیار ارزان و قابلیت دسترسی آسان، استفاده شده است. روش‌های XRD، SEM، FTIR و نیز روش X-Powder از جمله آزمون‌های استفاده شده جهت بررسی نانوساختاری این مواد بوده است.
این محقق در ادامه افزود: «با توجه به طیف‌های XRD، افزایش غلظت آنتراسن تزریق شده به لانتانیم اکساید در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد، اندازه‌ی نانوذرات را به سمت بلوری پیش می‌برد. اما در دمای ۳۰۰ درجه‌ی سانتی گراد، با افزایش غلظت آنتراسن ساختار نانوذرات آمورف‌تر می‌شوند. لذا این شکل اخیر، به دلیل عدم وجود مرز دانه‌ها، می‌تواند برای کاهش جریان‌های تونلی و نشتی مفید باشد. تصاویر SEM و اندازه‌های نانوذرات با نرم افزار X-Powder نیز این ادعا را ثابت می‌نماید. از طرفی میانگین اندازه نانوذرات حدود ۴۸ نانومتر بوده است.»
نتایج این کار تحقیقاتی در مجله‌ی BULGARIAN CHEMICAL COMMUNICATIONS (جلد ۴۶، شماره ۴، سال ۲۰۱۴، صفحات ۶۸۷ تا ۶۹۰) منتشر شده و حاصل همکاری سیده نرگس موسوی کانی، زهرا مرادی نژاد، سید محسن آقاجانپور میر- دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی بابل- و دکتر علی بهاری- عضو هیأت علمی دانشگاه مازندران- است.
سیده نرگس موسوی کانی، در توضیحات خود بیان کرد: «با توجه به قابلیت‌های ممتاز نانومواد هیبریدی آلی و معدنی در ممانعت از جریان نشتی و تونلی و نیز داشتن ثابت دی الکتریک بالا بر آن شدیم تا با سنتز یک نانوذره‌ی هیبریدی آلی و معدنی، کاهش قابل توجهی در جلوگیری از جریان نشتی در قطعات الکترونیکی ایجاد نماییم.»
با توجه به نتایج و ثابت دی الکتریک بالای محاسبه شده، در آینده می‌توان از این نانوذرات به عنوان یک گیت دی الکتریک در ساخت قطعات نانوالکترونیک آلی استفاده نمود. کاهش هزینه‌ی فرایند به دلیل استفاده از روش آسان سل- ژل، کاهش قیمت نمونه با استفاده از مواد اولیه‌ی ارزان قیمت، کاهش اتلاف انرژی و افزایش سرعت پردازش قطعات الکتریکی از دیگر مزایای اصلی ساخت و کاربرد عایق دی‌الکتریک پیشنهادی است.
به گفته‌ی موسوی، در ساخت این نانومواد هیبریدی از نانوذرات اکساید لانتانیم، به دلیل ثابت دی الکتریک بالا و آنتراسن، به دلیل قیمت بسیار ارزان و قابلیت دسترسی آسان، استفاده شده است. روش‌های XRD، SEM، FTIR و نیز روش X-Powder از جمله آزمون‌های استفاده شده جهت بررسی نانوساختاری این مواد بوده است.
این محقق در ادامه افزود: «با توجه به طیف‌های XRD، افزایش غلظت آنتراسن تزریق شده به لانتانیم اکساید در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد، اندازه‌ی نانوذرات را به سمت بلوری پیش می‌برد. اما در دمای ۳۰۰ درجه‌ی سانتی گراد، با افزایش غلظت آنتراسن ساختار نانوذرات آمورف‌تر می‌شوند. لذا این شکل اخیر، به دلیل عدم وجود مرز دانه‌ها، می‌تواند برای کاهش جریان‌های تونلی و نشتی مفید باشد. تصاویر SEM و اندازه‌های نانوذرات با نرم افزار X-Powder نیز این ادعا را ثابت می‌نماید. از طرفی میانگین اندازه نانوذرات حدود ۴۸ نانومتر بوده است.»
نتایج این کار تحقیقاتی در مجله‌ی BULGARIAN CHEMICAL COMMUNICATIONS (جلد ۴۶، شماره ۴، سال ۲۰۱۴، صفحات ۶۸۷ تا ۶۹۰) منتشر شده و حاصل همکاری سیده نرگس موسوی کانی، زهرا مرادی نژاد، سید محسن آقاجانپور میر- دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی بابل- و دکتر علی بهاری- عضو هیأت علمی دانشگاه مازندران- است.
