تولید سوئیچی با سرعت بالا از ترکیب گرافن و نانولوله‌های نیترید بورون

[Adel00 5,292]

تولید سوئیچی با سرعت بالا از ترکیب گرافن و نانولوله‌های نیترید بورون

 

دانشمندان سوئیچ‌های کاربردی با سرعت بالاتری تولید کردند که اساس کار پزشکی و الکترونیک است.

 

به گزارش خبرنگار حوزه فن‌آوری گروه علمی پزشکی باشگاه خبرنگاران جوان و به نقل از سایتPhys.org ، دانشمندان با ترکیب گرافن و نانو لوله‌های نیترید بورون سوئیچی دیجیتالی طراحی کردند که اساس کنترل الکترون‌ها در کامپیوتر، تلفن‌همراه،‌احتیاجات پزشکی و الکترونیک های دیگر است.

 

گرافن به اصطلاح ماده‌ای عجیب نامیده می‌شود و برای ایجاد مواد غیر معمول و آکروباتیک انعطاف پذیری بالایی دارد. نانولوله‌های نیترید بورون در قلمرو مواد تنبل قرار ندارند و می‌توانند برای کاربردهای فیزیکی و بیولوژیکی مهندسی شوند. با این حال این مواد به تنهایی در جهان الکترونیک استفاده نمی‌شوند.

 

به عنوان یک رسانا، گرافن به الکترونها اجازه می‌دهد به سرعت فشرده شود، بدون هیچ کنترل و توقفی، در حالی که نانولوله‌های نیترید بورون کاملا عایق است و الکترون‌ها را دفع می‌کند.

 

Yoke Khin Yap پروفسور فیزیک در دانشگاه Michigan با تیمی تحقیقاتی، با ترکیب گرافن و نانولوله‌های نیترید بورون سوئیچی دیجیتالی تولید کردند. کلید ترکیب این دو مواد در حداکثر ساختارهای شیمیایی و بررسی ویژگی‌های آنهاست.

 

گرافن یک ورقه با ضخامت تک مولکولی از اتم‌های کربن است. نانولوله‌ها مانند نی، از بورون و نیتروژن تشکیل شده‌اند.

 

Yap و تیم او گرافن را لایه برداری کردند و سطح مواد را با سوراخ‌های کوچکی اصلاح کردند.

سپس توانستند نانولوله‌ها را به سمت بالا و از طریق سوراخ‌ها رشد دهند و آنها را مش‌بندی کنند.

 

Yap می‌گوید: وقتی این دو ماده‌ی بیگانه در کنار هم قرار گیرند، ترکیب بهتری به دست می‌آید.

البته مواد دارای باندگپ غیرمتعادل یا تفاوت در میزان انرژی لازم برای برانگیخته کردن الکترون در مواد اهمیت بسیاری دارد. باند گپ نامتعادل نتیجه ساختار مواد است.

 

ورقه‌های صاف گرافن، الکتریسته را به سرعت هدایت می‌کند و ساختار اتمی در نانولوله‌ها جریان الکتریکی را متوقف می‌کند. این اختلاف مانعی ایجاد می‌کند که ناشی از تفاوت در حرکت الکترون به عنوان جریان و جابجایی آن در طول نانولوله‌های مو مانند نیترید بورون و عبور از آن است. این نقاط تماس بین مواد، روشن و خاموش شدن دیجیتالی را ممکن می‌سازند.

 

Yap و تیم تحقیقاتی او نشان داده‌اند که به دلیل اینکه ماده بسیار رسانش و توقف جریان الکتریسیته موثر هستند، نسبت سوئیچینگ را بالا می‌برد به عبارت دیگر مقدار سرعت مواد، در روشن و خاموش کردن چندین برابر بزرگتر از سوئیچ‌های گرافن کنونی است و این سرعت می‌تواند سرعت الکترونیک و محاسبات را بالا ببرد.