بررسی خواص الکترونیکی گرافن

پژوهشگران دانشگاه کرنل به بررسی خواص الکتریکی گرافن پرداختند. آنها آزمایشی را ترتیب دادند که در آن می‌توان ویژگی‌های الکترونیکی گرافن را بررسی کرد. نتایج نشان داد که سرعت حرکت الکترون در گرافن بیشتر از گرافیت است که دلیل آن فعال‌تر بودن این ماده است.

پژوهشگران دانشگاه کرنل به بررسی خواص الکتریکی گرافن پرداختند. آنها آزمایشی را ترتیب دادند که در آن می‌توان ویژگی‌های الکترونیکی گرافن را بررسی کرد. نتایج نشان داد که سرعت حرکت الکترون در گرافن بیشتر از گرافیت است که دلیل آن فعال‌تر بودن این ماده است.
گرافن ماده‌ای است که به دلیل خواص الکترونیکی و مکانیکی منحصر به فرد خود نظیر هدایت الکتریکی بالا، کاربردهای زیادی در ادوات الکترونیکی مولکولی خواهد داشت. در این راستا، محققان باید درک بهتری از برهمکنش میان سطح گرافن و مولکول‌های کوچک پیدا کنند.
در مطالعات پیشین، ذرات گرافن چسبیده به الکترودها مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه دقیق مشخص نشد که تغییر بدست آمده در عملکرد الکترود در نتیجه خواص ذاتی گرافن است یا به دلیل افزایش مساحت سطحی الکترود پیش آمده است. در این تحقیق با مطالعه رفتار الکتروشیمیایی ورقه‌های تک لایه گرافن با مساحت سطحی مشخص، از این راز پرده برداشته شد و خواص ذاتی الکتروشیمیایی گرافن مشخص گردید.
محققان دانشگاه کرنل دو نوع گرافن را به روش‌های ورقه ورقه کردن ( استفاده از نوار چسب) و رسوب شیمیایی از فاز بخار تهیه کردند. آنها دریافتند که سرعت حرکت الکترون از فروسرمتانول به سطح گرافن ۱۰ برابر بیشتر از سرعت حرکت در سطح گرافیت توده‌ای است. ( گرافن از تورق گرافیت بدست می‌آید)
رالف و همکارانش موفق شدند جدا شدن مولکول‌ها از سطح تک لایه‌های گرافن را شناسایی کنند. این نتایج درک جدیدی از خواص گرافن را نشان داد و ثابت کرد که الکتروشیمی مسیری خوبی برای بررسی برهم‌کنش میان مولکول و سطح گرافن است.
یکی از دلایل موفقیت محققان در این پروژه آن است که آنها توانستند ورقه‌های گرافن منفرد با کیفیت بالا بسازند که این ورقه‌ها به‌عنوان الکترود مورد استفاده قرار گرفت. از آنجایی که در این پروژه خواص سطحی گرافن مورد نظر است بنابراین محققان تلاش کردند تا مراحل تولید را به نحوی بهینه کنند که کمتری آلودگی در سطح ایجاد شود. از سویی دیگر، محققان تلاش داشتند تا چیدمان ادوات در این آزمایش به‌نحوی باشد که بخش الکترود فلزی که در تماس با گرافن است از برخورد با محلول‌های الکتروشیمیایی مورد استفاده در این آزمایش در امان باشد. با این کار می‌توان مطمئن بود که تنها سطح گرافن به‌صورت الکتروشیمیایی فعال است.
محققان گمان دارند که افزایش نرخ انتقال الکترون در گرافن می‌تواند به فعال‌تر بودن آن نسبت به گرافیت مربوط باشد. دلیل فعال‌تر بودن گرافن نیز می‌تواند مربوط به موج‌های روی آن باشد. این موج منجر به فشارهایی نانومقیاس در سطح گرافن شده و در نتیجه سطح گرافن را فعال‌تر می‌کند. نتیجه این پروژه نشان می دهد که حرکت الکترون در گرافن بسیار کاراتر از انتقال الکترون به مولکول درون محلول است.