چکیده
گرافن را ماده ی جادویی قرن 21 نامیده اند. این ماده که در سال 2004 میلادی اقتباس شده، گفته می شود محکمترین ماده ای است که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته و جایگزینی ایده آل برای سیلیکون می باشد. خواص عجیب گرافن مانند بیشترین میزان رسانایی الکتریکی در بین مواد شناخته شده، دنیای علم و رسانه را تکان داده است.
OLED مخفف کلمات organic light emitting diode به معنای دیود نوری از جنس مواد آلی (ارگانیکی) می باشد که نوع جدیدی از دیود های نوری یا همان OLEDها می باشند. این نوع دیود از نوعی پلیمر با قابلیت تولید نور تشکیل شده که در لایه میان آن ترکیبات ناخالصی (ترکیبات آلی) قرار داده شده. OLED ها از لایه های زیر تشکیل می شوند:
- لایه محافظ
- آند: ترمینال مثبت گسیل الکترون
- لایه ارگانیک: این لایه از دو لایه رسانا و گسیل کننده تشکیل شده است.
- کاتد: ترمینال منفی گسیل الکترون
OLED نیز مانند LED نور را تحت روندی به نام الکترو فسفرسانس گسیل می کند. OLEDها به طور روز افزونی در کاربرد هایی مانند نمایشگاه های دوربین، تلویزیون ها، گوشی های تلفن همراه استفاده می شوند. OLEDها نه تنها در مقایسه با منابع نور مرسوم زیست سازگارتر و ساده تر هستند بلکه آنها می توانند برای تولید نور سفید، فوتونها را در سرتاسر گستره ا ی از رنگها تولید و ترکیب کنند. همچنین افزاره های ساخته شده از OLED ها توان کمی مصرف می کنند.
گرافن در دنیای الکترونیک بخصوص OLED ها کاربردهای مفید فراوانی دارد. به گونه ای که خواص منحصر بفرد گرافن ازجمله خواص رسانشی و اپتیکی منجر به بهبود عملکرد ترانزیستورها، نیمه رساناها و منابع نوری مانند OLED ها و صدها افزاره الکترونیکی دیگر از جهات مختلف شده است.
کلمات کلیدی : (گرافن-LED ها- OLEDها-دیود- نیمه رسانا- اتلاف گرما-الکترودشفاف)
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: گرافن................................................................................................................ 1
1-1ساختارهای کربنی................................. 2
1-2 گرافن چیست؟..................................... 3
1-3 ساختارالکترونی گرافن........................... 6
1-4 خواص الکترونیکی گرافن......................... 12
1-5 خواص اپتیکی گرافن ............................ 18
61-6تاریخچه کشف گرافن....................................................................................................................20
1-7 روشهای ساخت انواع مختلف گرافن....... ..........25
1-8 تعیین خصوصیات گرافن........................... 27
1-9 کاربردهای دیگری از گرافن...................... 28
فصل دوم: LED ها.......................................................................................................... 30
2-1LED چیست؟..................................... 31
2-2 دیود چیست؟.................................... 32
2-3 تاریخچه ساخت LEDها............................................................................................................39
2-4 طرح کلی.....................................................................................................................................40
2-5 گاف نواری چیست؟............................... 44
2-6 خصوصیات LED ها............................... 46
2-7 ساختمان LED.................................. 51
2-8 اصول عملکرد LED............................... 52
2-9 بازدهی LED ها................................. 54
2-10 مزایا و معایب LED ها........................ 55
فصل سوم:OLED ها....................................................................................................... 61
3-1 مقدمه......................................... 62
3-2 پیدایش فناوری OLED ها........................ 64
3-3 اصول کارOLED ها.............................. 64
3-4 تکنولوژی های ساخت برای OLEDها......................................................................................65
3-5 ساختمان و عملکرد OLED ها..................... 77
3-6 کاربردهای OLED............................... 79
3-7آینده OLED...............................................................................................................................80
3-8مزایا OLED................................................................................................................................80
3-9معایب OLED.............................................................................................................................82
3-10نتیجه گیری کلی ازاین فناوری......................................................................................................84
فصل چهارم: بررسی کاربرد گرافن در صنعت الکترونیک ............................................ 86
4-1 خلاصه ای از روش کار........................... .87
4-2 نانونوارگرافنی و نانوسیم نیمه رسانای چندپیوندی LED ها.......................................................88
4-3 حذف اتلاف گرما و افزایش بازدهی در LED ها بوسیله ی الگوی اکسیدگرافن........................................ 94
4-4 الکترودهای رسانای شفاف...............................................................................................................98
4-5 گرافن به عنوان TCE ...................................................................................................................100
4-6تابع کار(WF)-پیوندشوتکی و آشکارگرنوری...............................................................................101
4-7دیودهای ساطع کننده نور آلی OLEDs براساس گرافن اصلاح شده..............................................102
فصل پنجم: نتیجه گیری ................................................................................................. 115
1-5 نتیجه گیری کلی............................... 116
2-5 منابع و مأخذ................................. 120
Abstract……………....…………………….………………………………129
فهرست جداول
عنوان صفحه
2-1 انواع نیمه هادی ها و رنگ نور حاصل از آنها..... 47
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
2-1 منحنی مشخصه ی ولت- آمپر دیود ........................................................................................ 37
2-2 منحنی ولتاژبرحسب جریان دردیود زنر................................................................................... 38
2-3 منحنی جریان دیودسیلسیمی بایاس مستقیم برحسب ولتاژدوسرآن........................................ 39
4-1 منحنی V-I برای GNR / Cd-SNW ................................................................................ 91
فهرست اشکال
عنوان صفحه
1-1 برش دادن دیواره ی نانولوله های کربن درراستای طول نانولوله.................................................... 3
1-2 فرمهای مختلف کربن گرافیت....................... 4
1-3 ساختاراتمی صفحه گرافن.......................... 5
1-4 زیرساختهای شش ضلعی گرافن....................... 7
1-5 اولین ناحیه بریلیونی وساختارباندگرافن.......... 8
1-6 اربیتال های مولکولی هیبریدی اتم کربن....................................................................................... 15
1-7 ساختارصفحات گرافیتی.............................................................................................................. 16
1-8 ساختارنوارانرژی گرافن................................................................................................................ 18
1-9 ترکیبات بین لایه ای گرافیت....................................................................................................... 20
1-10..................................................................................................................................................... 22
1-11 .................................................................................................................................................... 23
1-12................................................................................................................................................... 24
1-13 تکنیک های متداول برای تعیین خصوصیات گرافن.....................................................................27
1-14 کاربردهای مختلف گرافن............................................................................................................28
2-1 حرکت الکترونهادردیود.............................................................................................................. 33
2-2 اندازه گیری جریان دیود در بایاس مستقیم و معکوس 35
2-3............................................... 41
2-4 گاف نواری گالیم فسفات......................... 45
2-5 جهت حرکت الکترونها در دیود.................... 49
2-6 ساختمان LED ................................. 51
2-7 اصول عملکردLED.....................................................................................................................52
2-8 ساختمان پیوندی دونیمه هادی.................... 53
2-9 نحوه انتشارنوردرLED ولامپ معمولی...................................................................................... 56
3-1 ساختارشفاف OLEDها............................ 65
3-2..................................................................................................................................................... 67
3-3............................................... 68
3-4............................................... 69
3-5............................................... 70
3-6............................................... 72
3-7.................................................................................................................................................... 76
3-8...................................................................................................................................................... 78
4-1 مراحل لایه نشانی............................... 88
4-2 تصاویر الیمپوس از GNR/SNW................... 91
4-3 تعادل انرژی گرمایی............................ 92
4-4 شکل آرایشها و تغییر مکان اکسیدگرافن........... 96
4-5 توپوگرافی سطح زیرلایه.......................... 97
4-6 تزریق حفره از گرافن،ساختاردستگاه ومراحل ساخت................................................................ 106
4-7 عملکرد OLEDهای به رنگ سبزباآندگرافنی،نانولوله های کربن و ITO............................... 107
4-8 .................................................................................................................................................. 111
4-9 ................................................................................................................................................... 114
پایان نامه کارشناسی ارشد . M.Sc گرایش: فیزیک- اتمی مولکولی افزایش بازدهی نمایشگرهای OLED بااستفاده ازصفحات گرافن
