یک کشف تصادفی در آزمایشگاه یک فیزیکدان در دانشگاه کالیفرنیا روش منحصر به فردی برای تنظیم خواص الکتریکی گرافن مهیا میکند. گرافن نازکترین ماده کشسان در طبیعت است. این روش امید زیادی برای جایگزینی سیلیکون با گرافن در صنعت ریزتراشه بوجود آورده است.
طریقه تنظیم خواص الکتریکی گرافن
یک کشف تصادفی در آزمایشگاه یک فیزیکدان در دانشگاه کالیفرنیا روش منحصر به
فردی برای تنظیم خواص الکتریکی گرافن مهیا میکند. گرافن نازکترین ماده
کشسان در طبیعت است. این روش امید زیادی برای جایگزینی سیلیکون با گرافن در
صنعت ریزتراشه بوجود آورده است.
پژوهشگران این دانشگاه پی بردند که پشته کردن سه لایه از گرافن، مانند
کلوچهها، خواص الکتریکی ماده را بطور قابلتوجهی تغییر میدهد. هنگامی که
آنها این سه لایه گرافنی را در آزمایشگاه ساخته و رسانایی آن را اندازهگیری
کردند با کمال حیرت فهمیدند که بسته به اینکه لایهها چگونه پشتهسازی شده
باشند، بعضی از افزارههای گرافنی سه لایه رسانا میشوند، درحالیکه بعضی
دیگر عایق باقی میمانند.
جینی لاو، که آزمایشگاه او به این یافته غیرمترقبه نائل شده است، گفت: “چیزی که ما
بطور اتفاقی به آن رسیدهایم یک روش ساده و راحت برای تنظیم خواص الکتریکی ورقههای
گرافن است.”
بخاطر ساختار تخت و لانه مرغی گرافن، ورقههای آن میتوانند به خوبی به هم راه داده
و در ساختاری بنام “پشته برنال”، که سبک پشتهسازی ورقههای گرافنی است، پشت به پشت
هم قرار گیرند.
در دولایهای پشته – برنال، یک گوشه از ششگوشهای ورقه دوم به سمت بالای مرکز ششگوشهای
ورقه زیرین جابجا شده است. در سه لایه پشته – برنال (ABA)، ورقه بالایی (سوم) دقیقا
بالای پایینترین ورقه است. در سه لایه پشته – لوزیالوجوه (ABC)، ورقه بالایی با
فاصله یک اتمی جابجا شده است، بگونهای که ورقه بالایی (سوم) و پایینترین ورقه
تشکیل یک پشته برنال میدهند.
لاو توضیح داد: “پایدارترین شکل گرافن سه لایهای ABA است که مانند یک فلز رفتار میکند.
جای شگفتی اینجاست که اگر ما فقط کل بالاترین لایه را با فاصله یک اتم واحد جابجا
کنیم، سه لایهای حاصل، که در این حالت به شکل پشته لوزیالوجوه ABC است، عایق میشود.
اینکه چرا این اتفاق میافتد هنوز روشن نشده است. دلیل این اتفاق میتواند برهمکنشهای
الکتریکی باشد. ما مشتاقانه منتظر توضیح نظریهپردازان هستیم.”
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجلهی Nature Physics منتشر
کردهاند.
