هنگامی که اکثر ما واژه – نقص – را می‌شنویم گمان می‌کنیم مشکلی وجود دارد که باید حل شود. اما پژوهشگرانی از دانشگاه فلوریدای جنوبی (USF) موفق به خلق نقص ریز جدیدی شده‌اند که می‌تواند راه حلی برای چالش‌های روبه رشد در توسعه افزاره‌های الکترونیکی آینده باشد
نقص ریز بلوری، الکترونیک را سریعتر و کوچکتر می‌کند
هنگامی که اکثر ما واژه “نقص” را می‌شنویم گمان می‌کنیم مشکلی وجود دارد که باید حل شود. اما پژوهشگرانی از دانشگاه فلوریدای جنوبی (USF) موفق به خلق نقص ریز جدیدی شده‌اند که می‌تواند راه حلی برای چالش‌های روبه رشد در توسعه افزاره‌های الکترونیکی آینده باشد.
این گروه به رهبری استاد ماتیاس باتزیل و استاد ایوان اولینیک از USF توانسته‌اند روش جدیدی برای افزودن یک نقص ریز توسعه‌یافته به گرافن ابداع کنند.
به هرحال، کار کردن با گرافن ساده نیست. برای آنکه بتواند در کابردهای الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع مفید باشد باید نقایص کوچکی در آن وارد شود. تلاش‌های قبلی جهت ایجاد نقایص مورد نیاز یا با شکست مواجه شدند و یا نمونه‌هایی تولید کردند که در آن فقط لبه‌های نوارهای نازکی از گرافن یا نانوروبان‌های گرافنی دارای نقص ساختاری مفید بودند. با اینحال، ساخت لبه‌های تیز اتمی، به خاطر زبری طبیعی و شیمی غیرقابل کنترل اتصالات معلق در لبه‌های نمونه، مشکل است.
هم‌اکنون گروه USF موفق به یافتن روشی برای ساخت یک نقص خوش تعریف و گسترده با عرض چند اتمی، که شامل حلقه‌های کربنی هشت گوشی و پنج گوشی جاسازی شده در یک ورقه بی نقص گرافنی است، شده است. این نقص به مانند یک سیم رسانای شبه یک بعدی رفتار می‌کند و به‌سادگی جریان الکتریکی را از خود عبور می‌دهد. چنین نقایصی می‌توانند به‌عنوان اتصالات داخلی فلزی و یا عناصر ساختاری برای الکترونیک مقیاس اتمی تماماً کربنی استفاده شوند.
خوب، چگونه این گروه کار مذکور را انجام داد؟ گروه تجربی با راهنمایی گروه نظری ابتدا از خاصیت خودسازماندهی یک زیرلایه تک بلوری نیکل استفاده کرد و سپس از این سطح فلزی به‌عنوان چارچوبی برای سنتز دو نیم‌صفحه گرافنی، که با دقت اتمی نسبت به هم جابجا شده‌اند، استفاده نمود. هنگامی که لبه‌های این دو نیم‌صفحه به هم نزدیک شدند یک نقص خطی گسترده به‌طور طبیعی ایجاد گردید. میکروسکوپ روبشی تونلی و نیز محاسبات ساختار الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفتند، تا تایید نمایند که این نقص یک بعدی کربنی بدیع دارای ساختار تناوبی و خوش تعریف اتمی است و همچنین دارای خواص فلزی در داخل نوار باریکی در طول این نقص است.
نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر شده است.
