محققان دانشگاه علم و فناوری پوهانگ کره‌جنوبی و موسسه ملی علوم مواد ژاپن راهی برای کنترل خواص گرافن با ترکیب ابررساناها و گرافن ابداع کرده‌اند. در این روش جدید، بین گرافن و ابررسانا نوعی اتصال ایجاد می‌شود.
اتصال گرافن به ابررسانا کاربردهای گرافن را در صنعت الکترونیک افزایش می‌دهد
این روش اتصال جدید به کنترل خواص گرافن کمک می‌کند و می‌تواند مسیرهای جدیدی را برای الکترونیک نسل بعدی باز کند.
پروفسور لی گیل هو از دانشگاه علم و فناوری پوهانگ (POSTECH) با همکاری کنجی واتانابه و تاکاشی تانیگوچی از موسسه ملی علوم مواد (NIMS) در ژاپن، اعلام کردند که با ایجاد ارتباط بین گرافن و الکترودهای ابررسانا موفق شدند تا خواص گرافن را ارتقاء دهند به گونه‌ای که برای استفاده در صنعت الکترونیک مناسب‌تر شود.
ابررساناها موادی هستند که در شرایط خاص مقاومت صفر از خود نشان می‌دهند و هنگامی که با مواد رسانای معمولی ترکیب می‌شوند، پدیده‌ای به نام “اثر مجاورت” رخ می‌دهد که ابررسانایی را به ماده رسانا منتقل می‌کند.
گرافن به دلیل رسانایی الکتریکی عالی و تحرک بالای الکترون‌ها به عنوان یک ماده ایده‌آل برای اتصال به ابررساناها و مواد رسانای دیگر است. با این حال، روش‌های قبلی منجر به دوپینگ حفره‌ای در طی فرآیند تزریق الکترون‌ها از ابررسانا به گرافن می‌شد که باعث می‌شد مرزی به نام «اتصال PN» بین ابررسانا و گرافن شکل بگیرد. این مرز مانع از انتقال الکتریکی کارآمد از ابررسانا به گرافن می‌شد که این موضوع منجر به کاهش گذرگاه اتصال و اثر مجاورت می‌شود.
برای حل این مشکل، محققان روش اتصال جدیدی را توسعه دادند که می‌تواند چگالی بار گرافن را به صورت دقیق کنترل کند. آن‌ها بخش خاصی از نیترید بور شش ضلعی، که از گرافن محافظت می‌کند، را حکاکی کردند تا سطح گرافن را در معرض دید قرار دهند و سپس آن را به ابررسانا در بالای گرافن متصل کردند. برخلاف اتصالات یک‌بعدی موجود، این روش امکان کنترل چگالی بار و قطبیت گرافن را از طریق ولتاژ مدولاسیون فراهم می‌کند. در نتیجه، اتصال صاف بین ابررسانا و گرافن، حتی در حالت دوپینگ حفره‌ای امکان‌پذیر می‌شود، بنابراین اثرات مجاورت ابررسانا قوی و گذردهی اتصال بالا حفظ می‌شود.
این تیم خاطرنشان کرد که روش‌های اتصال یک‌بعدی موجود محدودیت‌هایی در کنترل آزادانه قطبیت گرافن دارند و فناوری اتصال ابررسانای دوبعدی توسعه‌یافته در این مطالعه می‌تواند دقیقاً ویژگی‌های الکتریکی گرافن را کنترل کند، که فرصت‌های تازه‌ای برای دستگاه‌های الکترونیکی و تحقیقات جدید باز می‌کند.
