محققان به بررسی رفتار اتم سرب و فلزات خاک‌های نادر روی سطح گرافن پرداخته‌اند. این تحقیق نشان می‌دهد که سرب برهمکنش کمتری با گرافن دارد اما دیسپورسیوم و گادولینیوم برهمکنش قوی‌تری دارد. از نتایج این تحقیق می‌توان در تولید ادوات الکترونیکی نظیر ترانزیستورهای بسیار سریع استفاده کرد.
بررسی رفتار اتم سرب و فلزات خاک‌های نادر روی سطح گرافن
محققان به بررسی رفتار اتم سرب و فلزات خاک‌های نادر روی سطح گرافن پرداخته‌اند.
این تحقیق نشان می‌دهد که سرب برهمکنش کمتری با گرافن دارد اما دیسپورسیوم
و گادولینیوم برهمکنش قوی‌تری دارد. از نتایج این تحقیق می‌توان در تولید
ادوات الکترونیکی نظیر ترانزیستورهای بسیار سریع استفاده کرد.
ترانزیستورها و ادوات ذخیره‌کننده اطلاعات هر روز کوچک‌تر می‌شوند اما برای
کوچک‌تر شدن، باید درک محققان از رفتار اتم‌ها روی یک سطح افزایش یابد.
فیزیک‌دانان آزمایشگاه ملی آمز در حال بررسی برهمکنش موادی هستند که برای
الکترونیک نانومقیاس مورد استفاده قرار می‌گیرد: گرافن و انواع دیگر فلزات.
آنها دریافتند که عناصر خاک‌های نادر دیسپورسیوم و گادولینیوم می‌توانند به‌شدت
با گرافن واکنش دهند در حالی سرب چنین امکانی ندارد.
این تیم تحقیقاتی تعدادی اتم سرب و فلزات خاک‌های نادر را روی سطح گرافن
قرار دادند. این اتم‌ها خود‌آرایی داده روی گرافن فیلم‌های نازک و جزایری
را تشکیل دادند. در قدم بعد این محصول با استفاده از میکروسکوپ تونل زنی
روبشی (STM) مورد مطالعه قرار گرفت. آنها قصد داشتند تا ببینند که اتم‌ها
چگونه روی سطح نفوذ می‌کنند همچنین سرعت حرکت اتم‌ها نیز برای محققان مهم
بود.
نتایج نشان داد که اتم‌های سرب اگر خنک شوند سریع‌تر حرکت می‌کنند. درحالی که
دیسپورسیوم خیلی آهسته حرکت می‌کند. این کندی حرکت حتی پس از گرم کردن نیز ادامه
دارد. این که سرعت حرکت اتم‌ها و تشکیل جزایر چقدر است، می‌تواند نشان دهد که مواد
چگونه با گرافن برهمکنش دارند یا چگونه الکترون‌های خود را با آن به اشتراک
می‌گذارند. زمانی که اتم‌ها سریع حرکت می‌کنند به این معناست که برهمکنش میان
اتم‌ها با گرافن کم است.
در مورد دیسپروسیوم، حرکت سریع نشان دهنده برهمکنش قوی میان آن و گرافن می‌باشد.
برهمکنش در مورد گادولینیوم بسیار قوی‌تر است. دانستن این برهمکنش‌ها بسیار مهم است
زیرا پتانسیل‌های کاربرد گرافن در الکترونیک بالا بوده و می‌توان با اتصال این
اتم‌ها به گرافن، هدایت الکتریکی آن را دستخوش تغییر کرد.
هدف نهایی این است که از گرافن برای تولید ترانزیستورهای بسیار سریع استفاده شود.
اگر بتوان با استفاده از نتایج و قرار دادن فلزات روی گرافن هدایت گرافن را افزایش
داد آنگاه مقاومت الکتریکی کاهش یافته و مسیر تولید چنین ترانزیستوری هموار می‌شود.
جزایر خاک‌های نادر روی گرافن دارای خواص مغناطیسی نیز می‌باشد بنابراین می‌توان از
آنها به‌عنوان مواد نانومغناطیسی استفاده کرد. از این مواد مغناطیسی می‌توان در
آینده برای تولید حافظه‌های کامپیوتری استفاده کرد. از نتایج این تحقیق در مطالعات
بنیادی فیزیک نیز می‌توان استفاده کرد.
نتایج این تحقیق در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده است.
