محققان سوئدی برای نخستین بار نشان داده‌اند که ایجاد نقص در ساختار گرافن برخلاف تصور موجود، منجر به افزایش قابل توجه رسانش آن میشود. این نتیجه که به لحاظ نظری و تجربی هم به اثبات رسیدهاست، اهمیتی حیاتی در ساخت تجهیزات الکترونیکی گرافنی خواهد داشت.
روشی جدید در افزایش فوق‌العاده‌ی رسانش گرافن
گرافن ماده‌ای کربنی با خواص نیم رسانایی است که رسانش الکتریکی بسیار خوبی هم دارد، این ویژگی باعث میشود که به آن به‌عنوان مقوله‌ای در ساخت تجهیزات الکترونیکی کوچک مورد توجه دانشمندان قرار گیرد. با این حال محقق شدن این کاربرد مستلزم طراحی مناسب و کنترل ساختار الکترونیکی آن می‌باشد. به این منظور راهکارهای مختلفی از قبیل ایجاد شکاف باندی به روش شیمیایی یا بمباران ذره‌ای آن پیشنهاد شده‌است.
اخیراً محققان سوئدی برای نخستین بار نشان داده‌اند که ایجاد نقص در ساختار گرافن برخلاف تصور موجود، منجر به افزایش قابل توجه رسانش آن میشود. این نتیجه که به لحاظ نظری و تجربی هم به اثبات رسیدهاست، اهمیتی حیاتی در ساخت تجهیزات الکترونیکی گرافنی خواهد داشت.
آنها با استفاده از اسید هیدروکلریک توانستند به‌راحتی نقص‌های بلوری مورد نظر خود را در گرافن ایجاد نمایند. این محققان در بررسی خود دریافتند اگرچه وجود ۰۱/۰ تا ۰۵/۰ درصد نقص در گرافن موجب افزایش مقاومت الکتریکی آن میشود، به ازای مقادیر کمتر، رسانش این ماده به نحو قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد.
به عقیده‌ی لیفر این وضعیت ناشی از افزایش چگالی موضعی حالت‌ها و در نتیجه اضافه شدن ترازهای الکترونی با انرژی فرمی میشود. اضافه شدن این حالات ناحیه‌هایی را در ماده ایجاد می‌کنند که همانند فلز عمل می‌کند.
لیفر و همکارانش توانسته‌اند این یافته را هم به لحاظ نظری و هم به لحاظ عملی به اثبات رسانند. در بخش نظری آنها توانستند با استفاده از تابع گرین و نظریه‌ی توابع عددی، ساختار باندی گرافن و نیز چگالی حالات موضعی آن را محاسبه نمایند و بر مبنای آن، رسانش گرافن را به‌صورت تابعی از غلظت نقص‌ها به دست آورند. در مرحله‌ی آزمایش هم این محققان صفحات گرافنی را روی زیرلایه‌های تنگستن رسوب دادند. با توجه به آنکه این نانوصفحات به اندازه‌ی یک میکرون از این زیرلایه بیرون زده بودند. لیفر و همکارانش با استفاده از یک ابزار تیز ده نانومتری این برامدگی‌ها را به هم متصل کردند، سپس این ساختارها به‌وسیله‌ی کابل‌های ظریفی به هم متصل شده و در نهایت خواص الکتریکی گرافن با استفاده از چشمه‌سنج ۶۴۳۰ کیسلی اندازه‌گیری شد.
به باور لیفر با این روش (اصلاح ساختار باندی) امکان سفارشی کردن ساختار الکترونیکی گرافن و ایجاد اتصالات الکترونیکی (که از موارد بسیار ضروری برای ساخت ابزارهای الکترونیکی) درون آن فراهم میشود، این محققان همینک به دنبال تهیه‌ی تجهیزات لازم برای انجام در محل این اصلاح ساختاری با هر دو روش شیمیایی و بمباران ذره‌ای هستند.
