الکترونیک گرافنی

گرافن ورقه ای کربنی به ضخامت یک اتم می‌باشد که از خواص فلزی و مغناطیسی
جالب توجه و کاملا ً متفاوتی با فلزات و نیمه رساناهای معمولی برخوردار
می‌باشد و الکترونهای آن رفتاری نسبیتی مشابه با فرمیونهای بدون جرم
دیراک از خود نشان می‌دهند. شکاف باند یک نوار گرافنی به شکل هندسی و
به خصوص به پهنای آن بستگی دارد. خواص الکترونیکی و انتقالی منحصر به
فرد آن موجب شده تا این ماده بعنوان بستری برای تحقیقات فیزیک
نانومقیاس و نانوالکترونیک مورد توجه قرار گیرد.

اخیرا ً گروهی از دانشمندان کشور ترکیه با استفاده از رایانه‌های با
عملکرد بالا و انجام محاسبات کوانتومی بر مبنای نظریه تابعی چگالی
دریافتند که اغلب پدیده‌های غیر متعارف کوانتومی (مانند اثرکوانتومی
هال و تونل زنی تشدیدی و انتقال کوانتومی پرتابه ای) که طی بیست سال
گذشته کشف شده و ناشی از تفاوت کوانتش الکترونهای موجود در ساختارهای
غیر همسان نیمه رسانا و ابرشبکه‌ها با مواد سه بعدی ماکروسکوپیک
می‌باشد، در گرافن نیز مشاهده می‌شود. آنها در بررسی‌های خود متوجه
شدند که اتصال نوارهای گرافنی با اشکال هندسی و ترکیبهای متفاوت به
تشکیل ساختارهایی با چند چاه کوانتومی منجر می‌شود. به باور آنها عامل
ایجاد این پدیده‌های کوانتومی غیر متعارف، بدام افتادن الکترونهای
دارای جهت اسپینی یکسان در این چاههای کوانتومی است.

به عقیده این محققان، یافته‌های آنها نه فقط در فیزیک بنیادی حائز
اهمیت است، بلکه نتایج حاصل از آن می‌تواند به پیشرفت قابل ملاحظه
تحقیقات مربوط به ابزارهای نوین گرافنی (موضوع تحقیقاتی جدید
نانوالکترونیک در سالهای اخیر) منجر شود.

گفتنی است نتایج این تحقیق در شماره اخیر نشریه Physical Review
Letters منتشر شده است.