Joseph Goebbels
4th August 2011, 07:21 PM
محققان در موسسه ملي فناوري و استانداردها (NIST) نشان داده‌اند که خواص الکترونيکي دو لايه از گرافن در مقياس نانومتري تغيير مي‌کنند. اين نتايج جديد حيرت‌آور نشان دادند که نه تنها اختلاف در استحکام بارهاي الکتريکي بين دو لايه در سرتاسر لايه‌ها تغيير مي‌کند، بلکه آنها براي ايجاد گودال‌هايي از بارهاي مثبت و منفي متناوبِ توزيع‌شده بصورت تصادفي، واقعا علامت را معکوس مي‌کنند. اين اندازه‌گيري‌هاي جديد گرافن را يک قدم به استفاده در افزاره‌هاي الکترونيکي عملي نزديک‌تر مي‌کند.
http://www.nano.ir/news/attach/9483.JPG
تحرک الکتروني در گرافن بسيار بالا است، با اين حال فقدان آنچه فيزيک‌دانان باندگپ ناميده‌اند، استفاده عملي گرافن در افزاره‌هاي الکترونيک ديجيتالي را سخت کرده است. باندگپ آستانه پرانرژي است که امکان روشن و خاموش کردن يک ترانزيستور را فراهم مي‌کند.
محققان مي‌دانسته‌اند که گرافن دولايه‌اي (حاوي دو لايه‌ي گرافني چسبيده بهم) موقعي که در يک ميدان الکتريکي قرار گيرد، مانند يک نيمه‌رسانا عمل مي‌کند. طبق گفته محققان NIST، باندگپ همچنين ممکن است بواسطه نوسان‌ها در پتانسيل الکتريکي صفحه‌اي که ناشي از برهم‌کنش‌هاي بين الکترون‌هاي گرافن با بستر است، تشکيل شود.
جوزف استروسکيو، يکي از اين محققان، مي‌گويد که اندازه‌گيري‌شان بر امر دلالت دارند که برهم‌کنش‌ها با بستر عايق تخريب‌شده سبب تشکيل استخرهايي از الکترون‌ها و حفره‌هاي الکتروني در گرافن مي‌شوند. اختلاف در عمق استخر يا چگالي بار بين لايه‌ها، الگوي تصادفي از بارهاي متناوب و باندگپ‌هاي متفاوت از نظر فضايي، ايجاد مي‌کند.
دستکاري خلوص بستر مي‌تواند روشي براي کنترل دقيق باندگپ گرافن ارائه کند و ممکن است بتدريج منجر به ساخت ترانزيستورهاي مبتني بر گرافن شود که مي‌توانند شبيه يک نيمه‌رسانا روشن و خاموش شوند.
اين محققان تلاش مي‌کنند که با استفاده از مواد بستر مختلف، نقش بستر در ايجاد و کنترل باندگپ‌هاي در گرافن را بيشتر بررسي کنند. استروسکيو مي‌گويد که اگر بتوان برهم‌کنش‌هاي بستري را به اندازه کافي کنترل کرد، شايد بتوان خواص کوانتومي عجيب گرافن دولايه‌اي را براي ايجاد ترانزيستور اثر ميداني کوانتومي جديد تحت کنترل درآورد.
جزئيات نتايج اين کار تحقيقاتي در مجله‌ي Nature Physics منتشر شده است.
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9483
http://www.nano.ir/news/attach/9483.JPG
تحرک الکتروني در گرافن بسيار بالا است، با اين حال فقدان آنچه فيزيک‌دانان باندگپ ناميده‌اند، استفاده عملي گرافن در افزاره‌هاي الکترونيک ديجيتالي را سخت کرده است. باندگپ آستانه پرانرژي است که امکان روشن و خاموش کردن يک ترانزيستور را فراهم مي‌کند.
محققان مي‌دانسته‌اند که گرافن دولايه‌اي (حاوي دو لايه‌ي گرافني چسبيده بهم) موقعي که در يک ميدان الکتريکي قرار گيرد، مانند يک نيمه‌رسانا عمل مي‌کند. طبق گفته محققان NIST، باندگپ همچنين ممکن است بواسطه نوسان‌ها در پتانسيل الکتريکي صفحه‌اي که ناشي از برهم‌کنش‌هاي بين الکترون‌هاي گرافن با بستر است، تشکيل شود.
جوزف استروسکيو، يکي از اين محققان، مي‌گويد که اندازه‌گيري‌شان بر امر دلالت دارند که برهم‌کنش‌ها با بستر عايق تخريب‌شده سبب تشکيل استخرهايي از الکترون‌ها و حفره‌هاي الکتروني در گرافن مي‌شوند. اختلاف در عمق استخر يا چگالي بار بين لايه‌ها، الگوي تصادفي از بارهاي متناوب و باندگپ‌هاي متفاوت از نظر فضايي، ايجاد مي‌کند.
دستکاري خلوص بستر مي‌تواند روشي براي کنترل دقيق باندگپ گرافن ارائه کند و ممکن است بتدريج منجر به ساخت ترانزيستورهاي مبتني بر گرافن شود که مي‌توانند شبيه يک نيمه‌رسانا روشن و خاموش شوند.
اين محققان تلاش مي‌کنند که با استفاده از مواد بستر مختلف، نقش بستر در ايجاد و کنترل باندگپ‌هاي در گرافن را بيشتر بررسي کنند. استروسکيو مي‌گويد که اگر بتوان برهم‌کنش‌هاي بستري را به اندازه کافي کنترل کرد، شايد بتوان خواص کوانتومي عجيب گرافن دولايه‌اي را براي ايجاد ترانزيستور اثر ميداني کوانتومي جديد تحت کنترل درآورد.
جزئيات نتايج اين کار تحقيقاتي در مجله‌ي Nature Physics منتشر شده است.
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9483