بررسی شبه‌سنج‌های هندسی موثر در تولید و ریخت‌شناختی لایه‌های گرافن تولید‌شده با استفاده از کاونده فرا صدای طراحی ‌شده

در این مقاله، تولید لایه‌های گرافن کم‌لایه با کیفیت بالا با استفاده از روش لایه‌برداری در فاز مایع مورد تحقیق قرار گرفته است. کاونده (پروب) پله‌ای با استفاده از نرم‌افزار کامسول طراحی شده‌است. دو شبه‌سنج (شبه‌سنج‌) قطر ظرف واکنش و فاصله نوک کاونده از کف ظرف در تولید گرافن مورد مطالعه قرار گرفته است. قطر ظرف‌های مورد استفاده 60، 75 و 85 میلی‌متر و فاصله نوک کاونده از کف ظرف نیز از 20 تا 50 میلی‌متر متغیر بوده است. در ابتدا به شبیه‌سازی اثر فشار صوتین در هر یک از سه ظرف پرداخته شد. بیش‌ترین اختلاف فشار صوتین به‌دست‌آمده در فرایند شبیه‌سازی 107×7.74 پاسکال برای ظرف دارای قطر 60 میلی‌متر و در فاصله 50 میلی‌متری نوک کاونده از کف ظرف به‌دست آمده است. نتایج طیف‌سنجی فرابنفش-مرئی نمونه‌ها نشان‌دهنده وجود گرافن بیش‌تر با قلّه 266 نانومتر است. با استفاده از قانون بیر-لامبرت غلظت گرافن تولیدشده تقریباً 0.13 گرم بر لیتر به‌دست آمده است. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز تولید گرافن کم‌لایه و با کیفیت مناسب را تایید کرده است. در پایان از تحلیل رامان برای مشخصه‌یابی نمونه‌ها استفاده شده‌است. نسبت i2d/ig حدود 1.02 به‌دست آمده است که تاییدی بر تولید گرافن کم‌لایه است.

investigating the effective geometrical parameters in the production and morphology of the graphene layers produced using the designed ultrasonic probe

in this article،the production of high-quality thin-layer graphene using the liquid-phase exfoliation method has been investigated. the step probe was designed using comsol multiphysics. the diameter of the reaction vessel and the distance of the probe tip from the bottom of the vessel were studied in relation to graphene production. the diameters of the containers used were 60 mm،75 mm،and 85 mm،while the distance of the probe tip from the bottom of the container varied from 20 mm to 50 mm. initially،the effect of acoustic pressure in each container was simulated. the highest acoustic pressure difference obtained in the simulation was 7.74×10⁷ pa for a container with a 60 mm diameter and a probe-to-bottom distance of 50 mm. the results of ultraviolet-visible spectroscopy of the samples indicated the presence of a higher amount of graphene،with a peak at 266 nm. using the beer-lambert law،the concentration of the produced graphene was estimated to be approximately 0.13 g/l. sem and tem analyses confirmed the production of few-layer graphene with good quality. finally،raman spectroscopy was used for complementary characterization of the samples. the i₂d/i_g ratio was found to be approximately 1.02،confirming the successful production of few-layer graphene in this study.