یکی از مهترین چالشهای افزارههای الکترونیکی گرافنی این است که گرافن یک نیمهرسانای بدون باندگپ است. اکنون محققان آرژانتینی برای حل این مشکل پیشنهادی دادهاند. آنها با تجزیه و تحلیل برهمکنش یک لیزر با الکترونها در گرافن، پیشبینی کردهاند که تاباندن یک لیزر مادونقرمز متوسط به گرافن میتواند منجر به ایجاد باندگپهایی در ساختار الکترونیکی گرافن شود. بعلاوه این محققان پیشنهاد میکنند که این باندگپها را میتوان با کنترل قطبش لیزر تنظیم کرد.
لیزر میتواند باند گپی در گرافن ایجاد کند
یکی از مهترین چالشهای افزارههای الکترونیکی گرافنی این است که گرافن یک
نیمهرسانای بدون باندگپ است. اکنون محققان آرژانتینی برای حل این مشکل
پیشنهادی دادهاند. آنها با تجزیه و تحلیل برهمکنش یک لیزر با الکترونها
در گرافن، پیشبینی کردهاند که تاباندن یک لیزر مادونقرمز متوسط به گرافن
میتواند منجر به ایجاد باندگپهایی در ساختار الکترونیکی گرافن شود.
بعلاوه این محققان پیشنهاد میکنند که این باندگپها را میتوان با کنترل
قطبش لیزر تنظیم کرد.
طبق گفته فوآ تورس در دانشگاه کوردوبا و یکی از این محققان، برای توضیح
اینکه چگونه نور قطبیده باندگپهایی در گرافن ایجاد میکند، باید برهمکنش
الکترونها با لیزر را بررسی کرد.
او میگوید: تصور کنید که در یک ناحیهی مورد تابش پرتوی لیزر، یک الکترون از چپ به
راست حرکت میکند. سپس آنچه اتفاق میافتد این است که این الکترون بواسطه جذب و
انتشار فوتونها با این پرتوی لیزر برهمکنش میکند. این برهمکنش باعث میشود که
این الکترون همانند برخورد با یک دیوار، بازتابیده یا به عقب پراکنده شده و
بنابراین یک باندگپ تشکیل میشود. بر خلاف باندگپهای معمول این باندگپ بطور پویا
بوسیله این لیزر ایجاد میشود.
این مطالعه با نشان دادن اینکه یک لیزر را میتوان برای تنظیم ساختار الکترونیکی
گرافن استفاده کرد، هم کاربردهای بنیادی و هم کاربردهای فناورانه دارد.
تورس توضیح میدهد که شدت بین ساختار الکترونیکی ویژه گرافن و لیزر ممکن است به
القاء حالتهای عجیب ماده از قبیل عایقهای مکاننگر کمک کند. عایقهای مکاننگر،
موادی هستند که در ساختار دورنیشان عایق هستند ولی در سطحشان رسانش قوی نشان
میدهند. او ادامه میدهد که از نقطه نظر کاربردی، من فکر میکنم این باندگپهای
القاء شده بوسیله لیزر میتوانند راهی برای نسل جدیدی از افزارههای اپتوالکترونیکی
باز کنند. افزارههای اپتوالکترونیکی، افزارههایی هستند که سیگنالهای نوری را به
سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکنند.
برای تورس و همکارانش، مرحله بعدی تایید آزمایشگاهی یافتههایشان است. آنها
توانستهاند پارامترهایی از قبیل دامنه و فرکانس لیزر را با دقت بسیار زیادی تنظیم
کنند. تورس میگوید که با تسهیل راهی برای انجام آزمایشها، میتوان این یافتهها
را بررسی و تایید کرد.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجلهی Applied Physics Letters
منتشر کردهاند.