فیزیک‌دانان UC Riverside (دانشگاه کالیفرنیا) نشان دادند که وجود بارهای الکتریکی در گرافن به‌عنوان توپ‌های بیلیارد، آن را قابل استفاده به‌عنوان یک میز بیلیارد در مقیاس اتمی کرده‌است. این دستاورد، پتانسیل گرافن را برای عملکرد به‌عنوان یک ماده الکترونیکی عالی نظیر سیلیکون که در توسعه انواع جدیدی از ترانزیستورهای مبتنی بر فیزیک کوانتوم کاربرد دارد، نشان میدهد.
عملکرد صفحات گرافن به‌عنوان میز بیلیارد
فیزیک‌دانان UC Riverside (دانشگاه کالیفرنیا)نشان دادند که وجود بارهای الکتریکی
در گرافن به‌عنوان توپ‌های بیلیارد، آن را قابل استفاده به‌عنوان یک میز بیلیارد در
مقیاس اتمی کرده‌است.
این دستاورد، پتانسیل گرافن را برای عملکرد به‌عنوان یک ماده الکترونیکی عالی نظیر
سیلیکون که در توسعه انواع جدیدی از ترانزیستورهای مبتنی بر فیزیک کوانتوم کاربرد
دارد، نشان میدهد. از آنجایی که الکترون‌ها در گرافن با هیچ مانعی روبه‌رو نمیشوند،
می‌توانند آزادانه در طول صفحه کربنی حرکت کرده، موجب رسانش بار الکتریکی با مقاومت
بسیار کم شوند.
نتایج این مطالعه در شماره اخیر مجله Science چاپ شده‌است
این
گروه تحقیقاتی ـ به سرپرستی Chun Ning Lau ـ دریافتند که تنها مانع پیشروی الکترون‌های
گرافن، لبههای آن است. Lau ، استادیار بخش فیزیک و ستاره شناسی UCR، میگوید:” این
الکترون‌ها با هیچ مانع دیگری مواجه نمیشوند و مشابه توپ‌های بیلیارد کوانتومی
رفتار میکنند و خواصی را که از خود بروز میدهند، شبیه هر دو خاصیت موجی و ذرهای
است. Lau متوجه شد که الکترون‌های اصلی و برگشتی می‌توانند وقتی الکترون‌ها در
برخورد با یکی از لبههای گرافن منعکس میشوند، با یکدیگر تداخل کنند.
او با اندازهگیری رسانندگی الکتریکی گرافن در دمای فوقالعاده پایین(K 26/0) این
تداخل الکترونیکی را آشکار کرد. وی توضیح میدهد:” در چنین دمای پایینی، خواص
کوانتومی الکترون‌ها راحتتر مطالعه میشود. ما دریافتیم که الکترون‌ها در گرافن
قادر به بروز خواص موجی هستند که میتواند کاربردهای جالبی را نظیر ترانزیستورهای
بالیستیک ـ که نوع جدیدی از ترانزیستورهاست ـ و حفرههای رزونانسی برای الکترون‌ها
داشته باشند. یک حفره رزونانسی اتاقکی است شبیه یک ماکروویو آشپزخانه که امواج می‌توانند
در آن به جلو و عقب جهش داشته باشند.
Lau و همکارانش در آزمایش‌های خود ابتدا یک صفحه منفرد از گرافن را از گرافیت جدا
کردند، سپس الکترودهای نانومقیاسی را به صفحه گرافن متصل و آنها را در یک وسیله
سردکننده منجمد کردند و در نهایت، رسانندگی الکتریکی صفحه گرافن را اندازه گرفتند.
گرافن ـ که برای نخستین بار کمتر از سه سال پیش به‌طور آزمایشگاهی جدا شده ـ یک
شبکه لانه زنبوری دوبعدی از اتم‌های کربن است که از نظر ساختاری با نانولولههای
کربنی و باکیبالها مرتبط است. گرافن قادر به عملی کردن آزمایش‌های تجربی تعدادی
از پدیدههای فیزیکی است که مکانیک کوانتومی و نسبیت را دربرمیگیرند.
خواص بینظیر این ماده، نظیر ظرفیت حمل جریان و رسانندگی گرمایی زیاد، باعث شده تا
گرافن به‌عنوان نمونه ایدهآلی برای اجزای سازنده در مدارهای نیمههادی و
کامپیوترها، مورد مطالعه قرار گیرد.
هندسه مسطح آن، امکان ساخت ابزارهای الکترونیکی و دستیابی به دامنه وسیعی از خواص
الکتریکی را فراهم میسازد. از صفحات گرافن به‌دلیل ضخامت کمشان(فقط به اندازه یک
اتم) میتوان در ساخت ابزارها و تجهیزات الکترونیکی بسیار کوچک استفاده کرد
