متن كامل خبر
عملکرد صفحه‌های گرافن به‌عنوان میز بیلیارد

تاريخ خبر : 25/9/1386امتياز بده :ارسال به دوستتعدادمشاهده : 808

- «گرافن» (Grapheme) قادر به عملی کردن آزمایش‌های تجربی تعدادی از پدیده‎های فیزیکی است که مکانیک «کوانتومی» و «نسبیت» را دربرمی‎گیرند.

عملکرد صفحه‌های گرافن

به‌عنوان میز بیلیارد







 «گرافن» (Graphene) قادر به عملی کردن آزمایش‌های تجربی تعدادی از پدیده‎های فیزیکی است که مکانیک «کوانتومی» و «نسبیت» را دربرمی‎گیرند.

 

فیزیکدانان «دانشگاه کالیفرنیا - ریورساید» (Riverside) نشان دادند وجود بارهای الکتریکی در «گرافن» (Graphene) به‌عنوان توپ‌های بیلیارد، آن را به‌عنوان یک میز بیلیارد در مقیاس اتمی کرده ‌است. نشان دادند وجود بارهای الکتریکی در «گرافن» (Graphene) به‌عنوان توپ‌های بیلیارد، آن را به‌عنوان یک میز بیلیارد در مقیاس اتمی کرده ‌است.

به‌گزارش سایت ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری‌های نانو به‌نقل از مجله‌ی «ساینس» (Science)، این دستاورد، پتانسیل «گرافن» (Graphene) را برای عملکرد به‌عنوان یک ماده‌ی الکترونیکی عالی نظیر: «سیلیکون» - که در توسعه‌ی انواع جدیدی از ترانزیستورهای مبتنی بر فیزیک کوانتوم کاربرد دارد - نشان می‎دهد.

از آن‌جایی که الکترون‌ها در «گرافن» (Graphene) با هیچ مانعی روبه‌رو نمی‎شوند می‎توانند آزادانه در طول صفحه‌ی کربنی حرکت کرده موجب رسانش بار الکتریکی بامقاومت بسیار کم شوند.

این گروه تحقیقاتی به‌سرپرستی «چون نینگ لاؤو» (Chun Ning Lau) دریافتند تنها مانع پیشروی الکترون‌های «گرافن» (Graphene)، لبه‎های آن است.

شکل 1 - گرافن (Grafene) می‎تواند به‌عنوان
یک میز بیلیارد در مقیاس اتمی عمل کند.
در این صفحه، بارهای الکتریکی
به‌عنوان توپ‌های بیلیارد عمل کند.

شکل 2


«چون نینگ لاؤو» (Chun Ning Lau) استادیار بخش فیزیک و ستاره‌شناسی «دانشگاه کالیفرنیا - ریورساید» (Riverside)‌ می‌گوید: «این الکترون‌ها با هیچ مانع دیگری مواجه نمی‎شوند و مشابه توپ‌های بیلیارد کوانتومی رفتار می‎کنند و خواصی را که از خود بروز می‎دهند که شبیه هر دو خاصیت «موجی» و «ذره‎ای» است.

«چون نینگ لاؤو» (Chun Ning Lau) متوجه شد که الکترون‌های اصلی و برگشتی می‌توانند وقتی الکترون‌ها در برخورد با یکی از لبه‎های گرافن منعکس می‎شوند با یکدیگر تداخل کنند.

او با اندازه‎گیری «رسانندگی الکتریکی» «گرافن» (Graphene) در دمای فوق‎العاده پایین (26/0 درجه‌ی کلوین) این تداخل الکترونیکی را آشکار کرد.

وی توضیح می‎دهد: «در چنین دمای پایینی، خواص کوانتومی الکترون‌ها راحت‎تر مطالعه می‎شود. ما دریافتیم که الکترون‌ها در «گرافن» (Graphene) قادر به بروز خواص «موجی» هستند که می‎تواند کاربردهای جالبی را نظیر: ترانزیستورهای بالیستیک - که نوع جدیدی از ترانزیستورهاست - و «حفره‎های رزونانسی» برای الکترون‌ها، داشته باشند.

یک «حفره‌ی رزونانسی» اتاقکی است شبیه یک ماکروویو آشپزخانه که امواج می‎توانند در آن به جلو و عقب جهش داشته باشند.

«چون نینگ لاؤو» (Chun Ning Lau) و همکارانش در آزمایش‌های خود ابتدا یک صفحه‌ی منفرد از «گرافن» (Graphene) را از «گرافیت» جدا کردند؛ سپس الکترودهای نانومقیاسی را به صفحه‌ی «گرافن» (Graphene) متصل و آن‌ها را در یک وسیله‌ی سردکننده منجمد کردند و در نهایت، رسانندگی الکتریکی صفحه‌ی «گرافن» (Graphene) را اندازه‎ گرفتند.

«گرافن» (Graphene) - که برای نخستین بار کم‌تر از سه‌سال پیش به‌طور آزمایشگاهی جدا شده - یک «شبکه‌ی لانه‌زنبوری دوبعدی» از اتم‌های کربن است که از نظر ساختاری با نانولوله‎های کربنی و «باکی‎بال‌ها» (Buckyballs) مرتبط است؛ منظور از «باکی‎بال‌ها» (Buckyballs)، مولکول‌های عاری از کربن است که یک قفسه‌ی بسته تشکیل می‌دهند.

«گرافن» (Graphene) قادر به عملی کردن آزمایش‌های تجربی تعدادی از پدیده‎های فیزیکی است که مکانیک «کوانتومی» و «نسبیت» را دربرمی‎گیرند.


«فنگ میاؤو»
(Feng Miao)

«گانگ لیو»
(Gang Liu)

«جایرو ولاسکو»
(Jairo Velasco)

«ونگ ژونگ باؤو»
(Wengzhong Bao)



خواص بی‎نظیر این ماده نظیر «ظرفیت حمل جریان» و «رسانندگی گرمایی زیاد» باعث شده تا «گرافن» (Graphene) به‌عنوان نمونه‌ی ایده‎الی برای اجزای سازنده در مدارهای نیمه‎هادی و کامپیوترها بررسی شود.

هندسه‌ی مسطح آن، امکان ساخت ابزارهای الکترونیکی و دستیابی به دامنه‌ی وسیعی از خواص الکتریکی را فراهم می‎سازد.

از صفحه‌های «گرافن» (Graphene) به‌دلیل ضخامت کم‌شان (فقط به‌اندازه‌ی یک اتم) می‎توان در ساخت ابزارها و تجهیزات الکترونیکی بسیار کوچک استفاده کرد.



«چون نینگ لاؤو»
(Chun Ning Lau)





















































«چون نینگ لاؤو» (Chun Ning Lau) (سمت چپ) پروفسور فیزیک
به‌همراه «فنگ میاؤو» (Feng Miao)
(سمت راست) دانشجوی
فارغ‌التحصیلش

















     منبع خبر : ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري‌هاي نانو

بازگشت