يتكون الجرافين من طبقة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في شبكة سداسية. تتميز هذه المادة بمرونة عالية وخصائص إلكترونية ممتازة، مما يجعلها مناسبة للعديد من التطبيقات، وخاصةً المكونات الإلكترونية.
قام باحثون بقيادة البروفيسور كريستيان شونينبرجر من المعهد السويسري لعلوم النانو وقسم الفيزياء بجامعة بازل بدراسة كيفية التلاعبالخصائص الإلكترونية للمواد من خلال التمدد الميكانيكي.ومن أجل القيام بذلك، قاموا بتطوير إطار عمل يمكن من خلاله تمديد طبقة الجرافين الرقيقة ذريًا بطريقة محكومة أثناء قياس خصائصها الإلكترونية.
عند تطبيق ضغط من الأسفل، ينحني المكوّن، مما يؤدي إلى استطالة طبقة الجرافين المُدمجة وتغيير خصائصها الكهربائية.
السندويشات على الرف
أنتج العلماء في البداية شطيرةً بطبقة من الجرافين بين طبقتين من نتريد البورون. ثُبّتت المكونات المزودة بملامسات كهربائية على الركيزة المرنة.
تم تغيير الحالة الإلكترونيةاستخدم الباحثون أولاً الطرق البصرية لمعايرة تمدد الجرافين. ثم استخدموا المحاكاة الكهربائية قياسات النقل لدراسة كيفية تأثير تشوه الجرافين على طاقة الإلكترون. هذه يجب إجراء القياسات عند 269 درجة مئوية تحت الصفر لرؤية التغيرات في الطاقة.
مخططات مستوى طاقة الجهاز للجرافين غير المجهد (أ) والجرافين المجهد (المظلل باللون الأخضر) عند نقطة الشحنة المحايدة (CNP). "إن المسافة بين النوى تؤثر بشكل مباشر على خصائص الحالات الإلكترونية في الجرافين"، كما يقول باومغارتنرلخص النتائج. "إذا كان التمدد منتظمًا، فإن سرعة الإلكترون وطاقته فقط هما اللذان يمكن أن يتغيرا. التغير فيالطاقة هي في الأساس الإمكانات القياسية التي تنبأت بها النظرية، وقد تمكنا الآن من إثبات ذلك من خلال"التجارب." من المحتمل أن تؤدي هذه النتائج إلى تطوير أجهزة استشعار أو أنواع جديدة من الترانزستورات. بالإضافة إلى ذلك،لقد أصبح الجرافين، باعتباره نظامًا نموذجيًا للمواد ثنائية الأبعاد الأخرى، موضوعًا بحثيًا مهمًا في جميع أنحاء العالم فيالسنوات الأخيرة.
وقت النشر: 02-07-2021
