بررسی اثر بازسازی عیوب ساختاری بر روی خواص ارتعاشاتی گرافن

استفاده از گرافن به دلیل فرکانس تشدید بسیار بالای آن در انواع نانوسنسورهای مکانیکی گسترش زیادی پیدا کرده است. وجود انواع عیوب ساختاری باعث کاهش خواص موثر گرافن می شود. در این مقاله به بررسی اثر عیوب ساختاری تصادفی بر خواص ارتعاشاتی صفحه تک لایه گرافن به روش مکانیک سازه ای و بر پایه اجزاء محدود پرداخته ایم. یک الگوریتم تکراری به منظور تولید و توزیع انواع مختلف عیوب ساختاری شامل عیوب جاخالی یک، دو و سه تائی در صفحه گرافن طراحی شده است که بر اساس مقدار چگالی عیوب مورد نظر، آن ها را در ساختار گرافن ایجاد می کند. از توزیع تصادفی پواسان برای توزیع تصادفی تعداد عیوب استفاده شده است. در ادامه این عیوب اصلاح می شوند و مجدد اثر این اصلاح بر روی فرکانس تشدید گرافن مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه بر شش عیب ساختاری بالا، پارامترهای اساسی نوع صفحه گرافن شامل آرمچیر و زیگزاگ و همچنین اندازه صفحه گرافن و در نهایت چگالی عیوب فوق مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهد فرکانس تشدید صفحه گرافن با اندازه ۲۵-۴۵ آنگسترون در محدود ۰.۱-۰.۴۵ تراهرتز می باشد و نوع آرمچیر فرکانس تشدید بزرگتری از نوع زیگزاگ دارد. همچنین مشخص شده است، عیوب جاخالی به طور متوسط باعث کاهش حدود ۷۵% فرکانس تشدید صفحه گرافنی می شود که این کاهش را می توان به خوبی با اصلاح عیوب تا حدود ۹۵% اصلاح کرد.

Keywords:

گرافن , اجزاء محدود , فرکانس تشدید , عیوب ساختاری , مکانیک سازه ای