|
فلورین بانهارت، یکی از دانشمندان دانشگاه استراسبورگ فرانسه می‌گوید: «گرافن
می‌تواند در حوزه نانوالکترونیک کاربردهای بسیار جذابی داشته باشد، اما در این ماده
شکاف باندی وجود ندارد. این یک مشکل شناخته شده است. کلیدزنی که در ابزارهای
الکترونیکی لازم است، بدون وجود شکاف باندی مشکل خواهد بود».
او بر این باور است که راه‌حلی برای این مشکل وجود دارد. «همه می‌خواهند با ایجاد
ویژگی‌های متفاوت در گرافن شکاف باندی ایجاد کرده و این مشکل را حل کنند. راه‌حل ما
بر وارد کردن اتم‌های فلزی متصل به نقایص ساختاری بازساخته در گرافن مبتنی است».
بانهارت با همکاری محققانی از دانشگاه استراسبورگ، دانشگاه هلسینکی و دانشگاه آلاتو
در فنلاند، و دانشگاه جنوب شرقی در چین روشی برای تغییر ویژگی‌های گرافن ابداع کرده
است. نتایج کار این پژوهشگران در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
او توضیح می‌دهد: «ایده اصلی، متصل کردن چیزی به سطح گرافن و تغییر برخی از
ویژگی‌های آن به منظور ایجاد شکاف باندی است. می‌توانیم با ایجاد نقایص ساختاری
بازساخته، فعالیت گرافن را افزایش داده و اتم‌های فلزی را به محکمی به آن متصل
نماییم؛ بدین ترتیب ممکن است شکاف باندی ایجاد شود».
بانهارت و همکارانش ابتدا لایه‌هایی از گرافن را تولید کرده و سپس در آنها آسیب‌های
ساختاری ایجاد کردند. او می‌گوید: «ما از تابش الکترونی برای ایجاد نقص ساختاری در
گرافن بهره بردیم. در این پژوهش اتم‌های تنگستن را به گرافن متصل کردیم. نقایص
ساختاری ایجاد شده امکان به دام افتادن اتم‌های تنگستن و ایجاد باندهای پایدار را
فراهم می‌کند».
نقایص بازساخته فعالیت مشاهده شده در گرافن را افزایش داده و امکان اتصال به
اتم‌های دیگر را ایجاد می‌کند. سطح گرافن به طور معمول غیرفعال است، اما نقایصی
همچون حلقه‌های پنج‌ضلعی یا هفت‌ضلعی فعالیت آن را افزایش می‌دهند. در این حالت
شاهد افزایش فعالیت شیمیایی گرافن هستیم».
با وجودی که بانهارت و همکارانش امیدوارند که این کار در نهایت به ایجاد ابزارهای
الکترونیکی با استفاده از گرافن منتهی شود، اما او اشاره می‌کند که هنوز شواهد علمی
روشنی برای ایجاد شکاف باندی وجود ندارد. او توضیح می‌دهد: «ولی احتمالاً تنگستن
ماده مناسبی برای این کار نیست. ما به این دلیل تنگستن را انتخاب کردیم که بزرگ است
و مشاهده به دام افتادن آن در گرافن توسط میکروسکوپ الکترونی آسان است».
گام بعدی تلاش برای به دام انداختن اتم‌های دیگر با استفاده از نقایص ساختاری گرافن
است. بانهارت می‌خواهد بررسی‌های بیشتری روی ویژگی‌های الکتریکی گرافنی که با این
روش ناخالصی در آن وارد شده است، انجام دهد.
|
