تغییر خواص الکترونیکی گرافن با پیچیدن آن

دانشمندان دریافته‌اند که می‌توان خواص الکترونیکی گرافن نظیر هدایت و مغناطیس را دستکاری کرد.

وقتی دو صفحه‌ی گرافن روی هم قرار می‌‌گیرند و به شکل لوله درآمده، ساختار پیچیده‌ی
جدیدی ایجاد می‌‌گردد. اگر این پیچش ادامه یابد ساختاری شبیه شکل ۱ ایجاد می‌‌گردد
که به آن الگوی مایر گفته می‌شود. تصویر STM این الگو در شکل ۲ قابل مشاهده است.
این الگوی جدید خواص الکتریکی کاملاً متفاوتی را نسبت به گرافن دارد. تحقیقات اخیر
نشان می‌دهد که دانسیته‌ی الکتریکی حالات مختلف گرافن زمانی که صفحات گرافن دچار
پیچش می‌شود دارای پیک تیزی می‌شود. این پیک در شکل شماره‌‌ی ۳ قابل مشاهده است.
زاویه‌ی پیچش این صفحات تأثیر مستقیمی روی انرژی پیک‌ها دارد و حتی محل پیک را هم
تغییر می‌دهد.

 

به اعتقاد رهبر این گروه تحقیقاتی، زمانی این تغییرات در مواد اتفاق می‌افتد که
انرژی الکترون در حال حرکت (انرژی فرمی) به انرژی وان هوف سینگولاریتی نزدیک باشد.
در این حالت برهم کنش موجود میان الکترون‌ها افزایش می‌یابد؛ البته کنترل و پیش‌‌بینی
این رفتار در مواد بسیار دشوار است. این پروژه راه جدیدی را برای ساخت الگوی مایر
ارائه کرده، در

نهایت نشان داده‌است با نزدیک شدن انرژی وان هوف سینگولاریتی به انرژی فرمی،
دانسیته‌ی الکترون قابل کنترل می‌گردد. علاوه بر این، این پروژه نشان داد با کنترل
زاویه‌ی نسبی موجود میان لایه‌ها می‌توان محل پیک وان هوف سینگولاریتی را تنظیم کرد.

تمام آزمایش‌های انجام‌‌شده تاکنون روی موادی بوده که انرژی فرمی ثابتی دارند و از
این رو نمی‌توان از آنها به‌‌‌عنوان گیت استفاده نمود. محققان درصد استفاده از
موادی هستند که انرژی فرمی قابل کنترلی داشته باشد.