جستجو در تالارهای گفتگو

کشف راز رسانا بودن دولایه‌ گرافنی محققان آزمایشگاه ملی لورنس برکلی موفق به کشف خمش جدیدی در ساختار گرافن شدند که موجب هدایت الکتریکی در آن می‌شود. به گزارش سرویس فناوری ایسنا، الکترون با سرعت بسیار بالایی نزدیک به سرعت نور می‌تواند در ساختار گرافن حرکت کند؛ این سرعت 100 برابر بیشتر از سرعت حرکت در سیلیکون است. گرافن علاوه بر ویژگی‌های منحصر به فردی نظیر فوق‌العاده نازک بودن یا سرعت بالای حرکت الکترون، از مزیت‌هایی نظیر انعطاف‌پذیر و مستحکم‌ بودن نیز برخوردار است. با داشتن تمام این ویژگی‌ها الکترون به ماده جادویی در دنیای الکترونیک و فتونیک تبدیل شده‌ است. با این تفاصیل گرافن هنوز مشکلاتی برای محققان دارد، برای مثال نمی‌توان حرکت الکترون را در آن متوقف کرد؛ ویژگی‌ که برای خاموش و روشن کردن دستگاه‌ها ضروری است. عدم توقف حرکت الکترون به تک لایه‌ای بودن گرافن باز می‌گردد که موجب شده این ماده فاقد باندگپ باشد. باندگپ به محدوده‌ای از انرژی اطلاق می‌شود که در آن محدوده، هیچ تراز انرژی وجود نداشته باشد. بدون باندگپ نمی‌توان هیچ کنترلی روی جریان الکترون داشت و در نتیجه نمی‌توان از پتانسیل‌های گرافن در صنعت الکترونیک و فتونیک استفاده کرد. برای حل این مشکل محققان آزمایشگاه لورنس موفق به ایجاد یک باندگپ کنترل شده در دولایه‌ای گرافن شدند اما مشکل جدیدی پیش آمد، گرافن دو لایه درصورت قرار گرفتن در یک دستگاه به خوبی کار نمی‌کرد و این موضوع به شکل رازی برای دانشمندان درآمده بود. نتایج پژوهش اخیر آنها نشان می‌دهد که قرار گرفتن دو لایه گرافن روی هم موجب بروز خمشی در ساختار آن می‌شود که تقریبا 0.1 درجه است. همین 0.1 درجه خمش به شکل عجیبی روی خواص الکترونیکی گرافن تاثیر می‌گذارد. این خمش، ساختار الکترونیکی جدیدی به دولایه‌ای گرافن می‌دهد، به طوری که یک فرمیون دیرک بدون جرم در آن ایجاد می‌شود. این فرمیون دیرک بدون جرم موجب می‌شود حتی در میدان‌های الکتریکی بسیار قوی نیز گرافن به صورت عایق در نیاید. بنابراین راز این که دولایه گرافن در تئوری دارای باند گپ است، اما در عمل رسانای جریان الکتریسته، گشوده شد. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Coexisting massive and massless Dirac fermions in symmetry-broken bilayer graphene در نشریه Nature Materials به چاپ رسیده است. منبع: Iran IEEE