يتكون الجرافين من طبقة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في شبكة سداسية. هذه المادة مرنة للغاية ولها خصائص إلكترونية ممتازة، مما يجعلها جذابة للعديد من التطبيقات، وخاصة المكونات الإلكترونية.
أجرى باحثون بقيادة البروفيسور كريستيان شوننبرغر من المعهد السويسري لعلوم النانو وقسم الفيزياء بجامعة بازل دراسة حول كيفية التلاعب بـالخصائص الإلكترونية للمواد من خلال التمدد الميكانيكي.وللقيام بذلك، قاموا بتطوير إطار عمل يمكن من خلاله تمديد طبقة الجرافين الرقيقة للغاية بطريقة يتم التحكم فيها أثناء قياس خصائصها الإلكترونية.
عند الضغط من الأسفل، سينحني المكون. وهذا يؤدي إلى استطالة طبقة الجرافين المدمجة وتغيير خصائصها الكهربائية.
شطائر على الرف
قام العلماء أولاً بإنتاج "شطيرة" تتكون من طبقة من الجرافين محصورة بين طبقتين من نتريد البورون. وتم تثبيت المكونات المزودة بوصلات كهربائية على الركيزة المرنة.
تغير الحالة الإلكترونيةاستخدم الباحثون في البداية طرقًا بصرية لمعايرة تمدد الجرافين. ثم استخدموا طرقًا كهربائية. قياسات النقل لدراسة كيفية تأثير تشوه الجرافين على طاقة الإلكترون. هذه يجب إجراء القياسات عند درجة حرارة -269 درجة مئوية لرؤية تغيرات الطاقة.
مخططات مستوى الطاقة للجهاز للجرافين غير المجهد و (ب) الجرافين المجهد (المظلل باللون الأخضر) عند نقطة الشحنة المحايدة (CNP). "تؤثر المسافة بين النوى بشكل مباشر على خصائص الحالات الإلكترونية في الجرافين"، كما قال بومغارتنر.لخص النتائج قائلاً: "إذا كان التمدد منتظمًا، فإن سرعة الإلكترون وطاقته فقط هما اللذان يمكن أن يتغيرا. أما التغير فيالطاقة هي في الأساس الكمون القياسي الذي تنبأت به النظرية، وقد تمكنا الآن من إثبات ذلك من خلالالتجارب." من الممكن أن تؤدي هذه النتائج إلى تطوير أجهزة استشعار أو أنواع جديدة من الترانزستورات. بالإضافة إلى ذلك،أصبح الجرافين، كنظام نموذجي للمواد ثنائية الأبعاد الأخرى، موضوعًا بحثيًا مهمًا على مستوى العالم.السنوات الأخيرة.
تاريخ النشر: 2 يوليو 2021
