یوگانگ زانگ از آزمایشگاه برکلی و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا با مطالعه‌ی نویز در نانوروبان گرافن، گامی به‌سوی ساخت دستگاه‌های پربازده برداشتند. آنها توانستند به ارتباط موجود میان نوسانات هدایت الکتریکی و ساختار الکترونیکی کوانتایزشده در سیستم‌های یک‌بعدی پی ببرند.
مطالعه نویز در گرافن
یوگانگ زانگ از آزمایشگاه برکلی و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا با مطالعه‌ی نویز در نانوروبان گرافن، گامی به‌سوی ساخت دستگاه‌های پربازده برداشتند. آنها توانستند به ارتباط موجود میان نوسانات هدایت الکتریکی و ساختار الکترونیکی کوانتایزشده در سیستم‌های یک‌بعدی پی ببرند.
چندی پیش آکادمی علوم سلطنتی سوئد پروژه‌ای مرتبط با گرافن را به‌عنوان برنده‌ی جایزه‌ی نوبل معرفی کرد. اگر تا پیش از این، گرافن موضوع بسیار مهمی محسوب نمی‌شد، اکنون به یک موضوع داغ علمی تبدیل شده‌است. قابلیت اصلی گرافن در سادگی ساختار آن است که از یک لایه‌ی اتم کربن تشکیل شده‌است. این ورقه الکترون‌ها را در یک بعد محدود کرده، آنها را مجبور به حرکت در یک صفحه می‌کند. این شرایط موجب شده که گرافن دارای خواص نوری، مکانیکی و الکترونیکی شود که سیلیکون و دیگر نیمه‌هادی‌ها فاقد آن هستند. علاوه بر این، اگر الکترون‌های گرافن در ۲ بعد محدود شوند، مانند نانوروبان، می‌توان از گرافن در ادوات سوئیچ‌کننده استفاده کرد، چیزی که به‌عنوان واحد محاسبه در تراشه‌های کامپیوتری وجود دارد.
از این رو محققان با بررسی نویز در نانوروبانهای گرافنی تک‌بعدی که پهنایی در حد چند نانومتر داشتند، گامی به‌سوی ساخت ادوات پربازده برداشتند.
زانگ می‌گوید:«نانوروبانهای گرافنی نازک، بستر خوبی را برای ما فراهم می‌کند تا بتوانیم ارتباط موجود میان نوسانات هدایت الکتریکی و ساختار الکترونیکی کوانتایزشده در سیستم‌های یک‌بعدی را مشخص کنیم. از این روش برای درک پدیده‌های انتقال کوانتومی در نانوالکترونیک و ادوات مولکولی باید استفاده کرد.
زانگ و همکارانش پیش از این راه‌های تولید فیلم‌های گرافنی را ارائه کرده بودند. آنها همچنین نسبت سیگنال به نویز فرکانس پایین را در ادوات گرافنی روی بستر میکا گزارش کرده‌اند. این گروه تحقیقاتی در پروژه‌ی جدیدشان با استفاده از روش تولید نانوسیم مبتنی بر ماسک، نانوروبانهای گرافنی ساختند. آنها با اندازه‌گیری نوسانات هدایت الکتریکی یا نویز الکترون‌ها در نانوروبان‌ها، مستقیماً اثرات محدودیت کوانتومی را در این ساختارها بررسی کردند. نتایج این تحقیق ساختار باند الکترونیکی را در نانوروبانهای گرافنی مشخص می‌کند، همچنین می‌توان از این نتایج در بسیاری از نانومواد استفاده کرد.
گوانگیو سو، فیزیک‌دان دانشگاه کالیفرنیا، می‌گوید:« برای ما بسیار جالب بود که ارتباط میان نویز و ساختار باند را در نانومواد گرافنی یافتیم. این نتایج می‌تواند برای تولید نانوروبانهای گرافنی یک‌بعدی مفید باشد.»
نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای با عنوان
“Enhanced conductance fluctuation by quantum confinement effect in graphene nanoribbons”
در نشریه‌ی Nano Letters به چاپ رسیده‌است.
