گرافن می‌تواند اکسیژن را روی سطحش جذب کند. جذب اکسیژن خواص انتقال الکترونی این ماده را تغییر می‌دهد. از این اثر می‌توان برای کاربردهایی نظیر افزاره‌های اسپینترونیکی بهره برد، اما برای کنترل جذب اکسیژن هنوز مشکل‌هایی وجود دارد. اکنون محققان در ژاپن انجامِ این کار را مدیریت کرده و نشان داده‌اند که می‌توانند خواص الکترونیکی گرافن را به طور موثری تنظیم کنند.
کنترل خواص الکرونیکی گرافن با کمک اکسیژن
گرافن می‌تواند اکسیژن را روی سطحش جذب کند. جذب اکسیژن خواص انتقال
الکترونی این ماده را تغییر می‌دهد. از این اثر می‌توان برای کاربردهایی
نظیر افزاره‌های اسپینترونیکی بهره برد، اما برای کنترل جذب اکسیژن هنوز
مشکل‌هایی وجود دارد. اکنون محققان در ژاپن انجامِ این کار را مدیریت کرده
و نشان داده‌اند که می‌توانند خواص الکترونیکی گرافن را به طور موثری تنظیم
کنند.
آزمایش‌های انجام شده بوسیله محققان موسسه فناوری توکیو نشان می‌دهند که
جذب مولکولی اکسیژن روی گرافن را می‌توان به آسانی با اعمال یک میدان
الکتریکی به یک ترانزیستور اثر میدانی (FET) ساخته شده از این ماده، کنترل
کرد.
این گروه تحقیقاتی بررسی کرد که چگونه خواص انتقال الکترونی گرافن با جذب اکسیژن
تغییر می‌کند و متوجه شد که دوپ‌کنندگی حفره، موقعی که میدان الکتریکی گیت اعمال می‌شود،
به شدت تغییر می‌کند. توشیاکی انوکی، یکی از این محققان، توضیح داد: “این مشاهده بر
این امر دلالت دارد که سرعت (یا سینتیک) این واکنش شیمیاییِ جذب مولکولی بشدت تحت
تاثیر حالت بار الکتریکی گرافن است. این مشاهده مشابه با آنچه در یک الکترود فلزی
مرسوم اتفاق می‌افتد، است؛ و همچنین تایید می‌کند که گرافن بصورت اتمی نازک است.”
سینتیک جذب اکسیژن وابسته به انتقال بار بین گرافن و مولکول‌های اکسیژن جذب‌شده است
و سرعت انتقال بار نیز به بالاترین سطح انرژی الکترون‌ها (معروف به سطح فرمی) در
گرافن وابسته است. در گرافن و گرافن دولایه‌ای، چگالی حالت‌ها (تعداد الکترون‌هایی
که در یک سطح انرژی ویژه فشرده می‌شوند.) کم است. اما هنگامی که مقدار اکسیژن جذب‌شده
روی گرافن افزایش می‌یابد، بالاترین سطح الکترونی در این ماده کاهش می‌یابد که بطور
موقت سرعت انتقال بار را تغییر می‌دهد.
انوکی شرح داد: “ما می‌توانیم با استفاده از یک میدان الکتریکی اعمال‌شده، سطح فرمی
در گرافن و بنابراین جذب مولکول‌ها روی این ماده را تنظیم کنیم.”
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.
