|
نادیا میسون یکی از محققان دانشگاه ایلینویز می‌گوید: «نانولوله‌های کربنی به دلیل
کاربردهای بالقوه فناورانه و برای فیزیک بنیادی بسیار هیجان‌آور هستند. با این حال
راه‌های مطالعه آنها محدود هستند. بسیاری از این محدودیت‌ها درباره کنترل تونل‌زنی
و یا به عبارت دیگر، نحوه حرکت الکترون‌ها در نانولوله‌هاست». میسون برای غلبه بر
این محدودیت‌ها در آزمایشی مشارکت کرد که با استفاده از یک روبشگر تونلی ابررسانا
در یک نانولوله کربنی برای مشاهده ساختارهای طیفی انجام شد.
میسون به همراه تراویس دیرکس و یونگفو چن از دانشگاه ایلینویز و نورمن بیرج از
دانشگاه ایالتی میشیگان روشی برای نقشه‌برداری از تغییرات رسانایی در طول یک نقطه
کوانتومی نانولوله کربنی توسعه داده‌اند. او توضیح می‌دهد: «ما امیدواریم به جای
دیدن اینکه چه چیزهایی به وسیله اتصالات تحت تأثیر قرار می‌گیرند، اتفاقات درون
نانولوله را ببینیم. در این صورت می‌توانیم به الکترونیک بنیادی نقاط کوانتومی دست
یابیم که شاید کلید توسعه فناوری‌های کوانتومی در آینده باشد».
بنابر گفته میسون در این روش سه عنصر وجود دارند. «اول یک نقطه کوانتومی نانولوله
کربنی است که می‌تواند به‌عنوان یک مدل «ذره درون جعبه» با حالت‌های انرژی کوانتیده
عمل کند. سپس ما به بخش درونی نانولوله تونل می‌زنیم. روبشگر غیرمخرب امکان مطالعه
الکترونیک توده‌ای و بررسی جداگانه اثر ولتاژ در طول نانولوله را فراهم می‌کند».
عنصر سوم این است که روبشگر تونل‌زنی یک ابررساناست. میسون می‌گوید: «این
ابررسانایی ساختارهای طیفی را بهبود می‌بخشد. همچنین نشان می‌دهد که این روش تا چه
اندازه انعطاف‌پذیر است. به‌عنوان مثال می‌توانیم مواد مختلف، روبشگرهای چندگانه یا
میدان‌های مغناطیسی را بررسی کنیم». برخی از ساختارهای طیفی مشاهده شده با
روبشگرهای ابررسانا شامل سیگنال‌هایی از تونل‌زنی مشترک و فرایندهای پراش غیرمعمول
است.
میسون اشاره می‌کند که عناصر این روش قبلاً توسعه یافته‌اند. او ادامه می‌دهد: «با
این حال فکر می‌کنم ما اولین گروهی هستیم که با افزودن یک ترمینال سوم و یک روبشگر
ابررسانا، این عناصر را به عنوان یک سامانه کنار هم قرار داده‌ایم». میسون همچنین
می‌گوید این سامانه با روش‌های استاندارد ساخت کار می‌کند. «ما از لیتوگرافی
استفاده کردیم که در صنعت معمول بوده و کاملاً مقیاس‌پذیر است».
در حال حاضر بیشترین بخش کار روی ویژگی‌های بنیادی نانولوله‌های کربنی متمرکز است.
او می‌گوید: «ما علاقه‌مند به دانستن چگونگی کار کردن این نقاط کوانتومی نانولوله
کربنی و پیگیری اتفاقاتی هستیم که درون آنها می‌افتد. قبلاً پدیده‌های غیرمنتظره‌ای
همچون یک مبادله انرژی غیرمعمول را مشاهده کرده‌ایم. با استفاده از این روبشگر
امکان دیدن این پدیده‌ها و بررسی عمیق‌تر آنها وجود دارد».
بنابر نظر میسون در آینده کاربردهای فناورانه‌ای همچون استفاده از این نقاط
کوانتومی در رایانه‌های کوانتومی امکان‌پذیر است.
جزئیات این پژوهش در مجله Applied Physics Letters منتشر شده است.
|
