محققان دانشگاه پلی تکنیک رنسلار راه جدیدی برای کنترل ماهیت گرافن کشف کردند. با این کشف، تلاش‌های دانشگاهی و صنعتی برای دسترسی به نانوالکترونیک مبتنی بر گرافن، یک گام به جلو رفت.
رسیدن به سرعت نور با کنترل ماهیت گرافن
محققان دانشگاه پلی تکنیک رنسلار راه جدیدی برای کنترل
ماهیت گرافن کشف کردند. با این کشف، تلاش‌های دانشگاهی و صنعتی برای دسترسی
به نانوالکترونیک مبتنی بر گرافن، یک گام به جلو رفت.
گرافن که یک ورقه به ضخامت یک اتم کربن است، در سال ۲۰۰۴ کشف شد و به نظر
می‌رسد قابلیت این را دارد که جایگزین مس و سیلیکون در عرصه‌ی
نانوالکترونیک شود.
اکنون محققان با کمک یک زیرلایه (substrate) برای اولین بار توانسته‌اند
چگونگی کنترل ماهیت این ساختار را تشریح کنند. دو نفر از محققان دانشکده‌ی
فیزیک و نجوم رنسلار، به نام‌های نایاک و شِمِلا، با محاسبات مکانیک
کوانتومی نشان دادند که خواص شیمیایی زیرلایه‌ای که گرافن روی آن نشانده
می‌شود، نقشی کلیدی در خواص هدایتی این ماده دارد.
تحقیقات آنها روشن ساخت که اگر گرافن روی لایه‌ای
بنشیند که با اکسیژن فراوری شده است، رفتار نیمه‌هادی از خود نشان می‌دهد.
در حالی که اگر این لایه با هیدروژن فراوری می‌شد، گرافن رفتار فلزی
می‌داشت.
بنابراین محققان به این نتیجه رسیدند که با تغییر شیمی سطح، می‌توان ماهیت
فلزی یا نیمه‌هادی گرافن را کنترل کرد. این محققان اکنون مشغول کنترل و
تنظیم رفتار الکتریکی این ماده هستند.
دکتر نایاک می‌گوید: “هنگام تولید نانوساختارهای گرافنی، مخلوطی از انواع
نیمه‌هادی و فلزی تولید می‌شود و نمی‌توان این دو را از هم جدا کرد. این در
حالیست که برای ساخت ادوات الکترونیکی گرافنی، باید منحصراً یکی از این دو
نوع تولید شود. اینجاست که کنترل رفتار گرافن نقشی اساسی می‌یابد.”
خواص هدایتی شگرف گرافن باعث توجه محققان به آن شده است. الکترون‌ها حتی در
دمای اتاق، با سرعتی نزدیک به سرعت نور و با کمترین مقاومت از درون این
ماده عبور می‌کنند. این بدان معنی است که اتصالات گرافنی در ادوات
الکترونیکی بسیار خنک‌تر از اتصالات مسی با اندازه‌ی مشابه خواهند بود؛ و
این یعنی افزایش سرعت تراشه‌ها و راندمان رایانه‌ها.
نتایج این تحقیق در مجله‌ی Applied Physics Letters منتشر و تصویر آن بر
روی جلد شماره‌ی ۱۹ ژانویه‌ی این مجله نقش بسته است.
