مدت‌هاست محققان به‌دنبال ارائه شواهدی مبنی بر موجود نقطه دیراک در گرافن هستند. اخیرا پژوهشگران موفق به ارائه روشی شدند که با آن می‌توان وجود این نقطه را اثبات کرد. همچنین امکان دستکاری این نقطه برای تولید مواد جدید در این پروژه به اثبات رسیده است.
ارائه روشی برای شبیه‌سازی نقطه دیراک در گرافن
گرافن ماده‌ای با باند گپ صفر است، به این معنا که باند ظرفیت و هدایت آن با هم تماس دارد. وضعیت الکترون از نظر انرژی و ممنتوم بسیار شبیه به فوتون است بنابراین می‌توان انتظار داشت که الکترون‌ها در گرافن با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت کنند. چنین ویژگی در گرافن به پدیده‌ای به نام نقطه دیراک بستگی دارد. تا پیش از این هیچ کس موفق به ارائه شواهدی مبنی بر وجود این نقطه نشده بود.
پژوهشگران موسسه کوانتوم اپتیک در ETH زوریخ به رهبری تیلمان اسلینگر روشی برای نشان دادن این نقطه ارائه کردند. برای این کار آنها از یک لیزر برای ساخت شبکه‌ای حاوی ۴۰ اتم پتاسیم استفاده کردند. برای شروع کار ۴۰ اتم پتاسیم به حدی سرد می‌شوند که نتوانند از جای خود حرکت کنند. در قدم بعد برای ایجاد شبکه از دو لیزر عمود بر هم استفاده می‌شود تا موجب تداخل پرتوها گردد. سپس لیزر سومی نیز به این سیستم اضافه می‌شود، که طول موج آن اندکی با دو لیزر قبلی متفاوت است، با این کار موج ایستاده بوجود می‌‌آید. در این سناریو با تنظیم لیزر سوم می‌توان شبکه مربعی تولید کرد.
این تیم تحقیقاتی با سرعت دادن اتم‌ها و اندازه‌گیری مسیر حرکتی آنها به بررسی نقطه دیراک پرداختند. نتایج نشان داد که در این سیستم گپ وجود ندارد، همچنین محققان دریافتند که می‌توان با تنظیم شبکه، نقطه دیراک را دستکاری کرد به‌طوری که نقطه را به اطراف حرکت داد یا کاملا از بین برد. نتایج این کار در نشریه Nature به چاپ رسیده است.
مطالعه دیگری توسط یک گروه تحقیقاتی در جای دیگر انجام شده است که آنها راهبرد کاملا متفاوتی را برگزیده‌اند، نتایج این گروه نیز وجود نقطه دیراک را اثبات کرده و امکان دستکاری آن را نشان می‌دهد. این گروه نیز نتایج کار خود را در نشریه Nature به چاپ رسانده‌اند.
یافتن راهی برای دستکاری نقطه دیراک می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تا بتوانند از گرافن در دنیای واقعی استفاده کنند، می‌توان مواد عجیب جدیدی با خواص الکترونیکی منحصر به‌فرد تولید کرد. با این کار می‌توان محصولاتی تولید کرد که پیش از این تصور آن هم نمی‌رفت.
