صفحه های دو بعدی برای آشکارسازی اثر گرانشی انرژی منفی خلاء کوانتمی نقش برجسته ای دارند. ساخت آنها پیشرفتی بسیار مهم برای فیزیک کرمچاله میباشد:
كريستال هاي دوبعدي انقلاب مي كنندكريستالي با ضخامت يك اتم
مهدي صارمي فر
گروهي از دانشمندان انگليسي و روسي با همكاري يكديگر، موفق به ساخت رده جديدي از مواد شدند كه كاربرد آن ها در صنعت مي تواند انقلابي در زمينه هاي ميكرومكانيك، نانوتكنولوژي و IT ايجاد كند.
اين مواد كه صفحاتي كريستالي و به ضخامت تنها يك اتم هستند از استحكام بسيار بالايي برخوردارند و قادرند كه نقش عايق ها يا رسانه هاي بسيار عالي را به خصوص در ساخت مدارهاي ريزالكترونيكي ايفا كنند. پروفسور گيم كه رييس تيم تحقيقاتي بود، گفته است كه كشف اين مواد، عملا امكانات و شرايط بهره برداري بي حد و مرزي را پيش روي ما مي گذارد كه پيش از اين، حتي غيرقابل تصور بود. اين مواد، در عين سبكي، از استحكام و انعطاف پذيري فوق العاده اي برخوردارند. همان طور كه پليمرها در زمان كشف، شيوه زندگي انسان را به كل تغيير دادند و امروز بدون وجود پليمرها زندگي اين قدر نمي توانست راحت باشد، اين مواد نيز قادرند نحوه زندگي بشر را تغيير دهند.
در حقيقت، اين كشف به يك يا دو ماده خاص محدود نمي شود؛ بلكه روشي در ميكرومكانيك است كه با استفاده از آن مي توان از يك حجم كريستال دوبعدي، يك لايه با ضخامت يك اتم را جدا كرد. به اين ترتيب، هزاران ماده با خواص متفاوت و جديد را مي توان با اين روش كه نسبتا ساده است، توليد كرد. با توجه به جنس بلور اصلي، اين مواد تك اتمي مي توانند خواص گوناگوني از خود بروز دهند.
مواد در حالت دوبعدي، ويژگي هايي از خود نشان مي دهند كه ممكن است در حالت سه بعدي ديده نشود. به اين ترتيب، ممكن است شاهد پديده هاي جديدي در اين مواد باشيم كه موارد استفاده خيلي مهمي را در آينده دارند.
ترانزيستورهاي فوق سريع كه گرماي بسيار كمي توليد مي كنند، دستگاه هاي مكانيكي ميكرومتري و حتي نانومتري كه مي توانند كاربردهاي بسياري حتي در پزشكي داشته باشند و حسگرهاي نانومتري، از جمله موارد مصرف پيش بيني شده براي اين مواد است.
برگرفته از:
http://www.hamshahrionline.ir/newspaper ... .htm#s8568 اختراع سيم هاي تک مولکولي برقايرنا: دانشمندان امريکايي الگويي براي مونتاژ اجزاي الکترونيکي پيشرفته تک مولکولي ارائه کردند. محققان دانشگاه پيتسبورگ اعلام کردند اختراع آنان گام مهمي در تلاش هاي روزافزون علم براي کوچک کردن وسايل الکترونيکي جريان برق به مقياس تک مولکولي براي ساخت وسايل الکترونيکي کوچک تر، سريع تر و کم مصرف تر است. دانشمندان به سرپرستي «هروژ پتک»، استاد فيزيک دانشگاه پيتسبورگ، الگويي براي قرار دادن مولکول ها روي کانالي به ضخامت يک اتم مس، اختراع کردند. اما مي توان اين الگو را چندين بار توليد کرد تا طول آن با سيم هايي که در حال حاضر در رايانه ها و ديگر وسايل الکترونيکي استفاده مي شود، تطبيق يابد. محققان مي گويند اين سيم هاي فوق العاده نازک و يک بعدي مي توانند برق را با کمترين ميزان اتلاف، هدايت کنند و عملکرد يک وسيله برقي را بهبود بخشند. به اعتقاد محققان، اين تحقيق براي مولکول هاي کربن موسوم به فولرنس مناسب است اما از اين روش مي توان به عنوان الگويي براي محدوده وسيع تري از مولکول هاي آلي استفاده کرد.
برگرفته از:
http://www.magiran.com/npview.asp?ID=1495185رديابي مولكولهاي خطرناك با گرافن (86/08/01 )
پژوهشگران دانشگاه منچستر براي ساخت حسگرهايي که توانايي تشخيص و ثبت يک مولکول از يک گاز سمي را دارند، از کوچکترين ماده جهان استفاده کردند.
توسعه تجهيزات مبتني بر گرافن که بهعنوان ابزاري براي تشخيص و ثبت مواد منفجره مخفي در فرودگاهها و گاز دياکسيد کربن سمي و کشنده در خانهها استفاده ميشود بهوسيلة دكتر Novoselov و پروفسورAndre Geim ، در شماره جولاي مجله Nature Material گزارش شدهاست.
سه سال قبل دانشمنداني از منچستر گرافني از يک بافت توري با ضخامت يک اتم از جنس اتمهاي کربن ابداع کردند كه بهعنوان داغترين موضوع در علم فيزيک حالت جامد مطرح شد. حالا همان گروه از منچستر به گرافني دست يافتند که به حضور مقادير اندك گازهايي مثل بخار الکل و يا گازهايي سمي چون منواکسيد کربن بسيار حساس است.
اين حساسيت دور از انتظار و در تناقض با رفتار عمومي گرافن است که از نظر شيميايي بينهايت بياثر است. اين پژوهشگران نشان دادند كه مولکولهاي گاز بدون اينکه گسيختگياي در ساختار گرافن حاصل شود، بهآرامي به آن ميچسبند و تنها باعث گرفتن يا دادن الکترون به گرافن ميشوند که تغييرات قابل توجهي در هدايت الکتريکي آن ايجاد ميكند.
دکتر Noroselov گفت: " تغيير در مقاومت الکتريکي گرافن بهوضوح ديده ميشود و زماني اتفاق ميافتد که مولکولها يکي يکي به سطح گرافن بچسبند. اين سطح حساسيت عمومي، ميليونها بار بيش از آشكارسازهاي گازي قبلي است.
به عقيدة اين محققان آشكارسازهاي گازي مبتني بر گرافن ميتوانند بهسرعت به توليد تجاري رسيده و در آزمايشگاههاي سراسر جهان مورد استفاده قرار گيرند. با اينحال آنها نگرانند كه در آينده نياز به آشكارسازهاي حساس به تكمولكولهاي گازي باشد.
مشکلي که آشكارسازهاي گازي حالت جامد با آن روبهرو هستند، ناتواناييشان در رديابي ماده آتشگيري را که در بستهاي پوشيده شدهاست؛ زيرا افزايش رطوبت هوا منجر به دادههاي غلطي ميشود.
اين مشكل تنها از طريق طرحهاي آشكارسازي حل ميشود كه شامل صافي و تحليل پاسخ دمايي هستند. اين تنها اولين مرحله مسير تجاري شدن شناساگرهاي بر پايه گرافن محسوب ميشود؛ اما آينده آن كاملاً روشن است.
بن مایه:
http://www.nanowerk.com/news/newsid=2289.phpبرگرفته از:
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=3452خاصيت آهنربايي لايه ي نازك:خاصيت آهنربايي در فلزات از روابط موجود ميان الكترون هايي كه هسته اتم هاي فلزي را احاطه كرده اند ناشي مي شوند. در بيشتر فلزات الكترون ها جفت شده اند و ميدان مغناطيسي ايجاد شده از يك الكترون چرخان با ميدان مغناطيسي بوجود آمده از الكترون چرخان جفت شده با آن كه اسپين مخالف دارد خنثا مي شود. ولي در بعضي فلزات الكترون هاي جفت نشده وجود دارند. اين الكترون ها موجب ظهور خواص مغناطيسي در فلزات مي شوند. درجه ي رفتار مغناطيسي به تعداد نسبي الكترون هاي جفت نشده اي بستگي دارد كه در اتمها در يك جهت در حال چرخش اند. هر قدر مقدار الكترون هايي كه در يك جت مي چرخند بيشتر باشد رفتار مغناطيسي فلز نيز بيشتر خواهد بود. مدتهاست كه تكنولوژي در جستجوي راههايي براي ساخت مغناطيس هاي قويتر د ابعاد كوچكتر است. پژوهشهاي اخير نشان داده است كه يك لايه ي نازك آهن با ضخامت يك اتم مي تواند نسبت به يك لايه ي ضخيم تر آهن ميدان مغناطيسي قويتري به وجود آورد. دريك بلور هر اتم آهن با هشت اتم مجاور احاطه شده است و هر يك از اين اتمها در اطراف خود بيست و ش الكترون دارند. تداخل بين الكترون ها زياد است و توان القا پذيري الكترون ها براي چرخيدن در يك جهت در يك ميله يا مغناطيس ضخيم كاهش مي يابد. ولي در يك لايه ي منفرد اتم ها در سه بعد احاطه نشده اند. در نتيجه الكترونها براي حركت كردن آزادي بيشتري دارند وبا سهولت بيشتري براي چرخيدن در يك جهت القا مي شوند. مهمترين مسئله در ورقه هاي نازك يك اتمي يا تك لايه ها اين است كه نمي تواند باقي بماند. در نتيجه از شبيه سازيهاي كامپيوتري استفاده شده تا معتوم شود كه آيا تك لايه ها را مي توان بر روي يك فلز ديگر بصورت پوشش قرار داد. دانشمندان حدس زده اند كه اگر بتوان يك تك لايه را بروي يك فلز ديگر قرار داد در آن صورت اين فلز مناطيس مي شود. نقره و طلا هيچكدام الكترون جفت نشده ندارند. ولي شبيه سازي نشان مي دهد كه هر دو مي توانند يك تك لايه ي آهني را برروي خود بپذيرند وبنابر اين خواهند توانست مانند خود آهن خاصيت اهنربايي نشان دهند. ازمايشهاي واقعي بعدي كه برا جلو گيري از آلودگي در خلا زياد انجام شده نشان داده اند كه شبيه سازيكامپيوتري درست بوده است. كي از ويژگي هاي جالب توجه اين پوشش تك لايه اين است كه ميدان مغناطيسي آن به جاي آنكه افقي باشد عمودي جهت گرفته است. اين واقعيت امكانهاي جالب توجهي در نوار هاي مغناطيسي گردآوري اطلاعات فراهم آورده است. جهت گيري معمولي مغناطيسها در امتداد يك نوار مغناطيسي افقي است. تعداد مغناطيسهايي كه مي توانند در طول يك نوار جاي بگيرند مقدار اطلاعاتي را كه مي توان ذخيره كرد محدود مي سازد. تصورش را بكنيد اگر مغناطيسها بجاي قرار گرفتن در وضعيت افقي بر يك سر اتم راست بايستند چه حجم از اطلاعات را مي توان ذخيره كردبا آزمايش معلوم شده است كه فشردگي اطلاعات دست كم 40 مرتبه اغزايش مي يابد. كشف وكاربرد لايه اي نازك تك اتمي يكي ديگر از مثالهايي است كه دانشمندان با استفاده از ذهنيآماده و تكنولوژي معاصر از روي كنجكاوي علمي يك تكنولوژي پيشرفته بوجود مي آورند.
تهييه كننده : شريفي. دوم رياضي – فيزيك
زير نظر دبير محترم:آقاي حسين زماني
دبيرستان ثامن الائمه كاخكبرگرفته از:
http://www.pajoohestan.com/articles/ahan.htmساخت ترانزیستور کربنی به ضخامت یک اتم نویسنده عزیزخانی
۱۳ اسفند ۱۳۸۵ برای ساخت این ترانزیستورها نیازی به بهره گیری از روش های ساخت پیچیده و استفاده از سردکننده های برودتی نیست.
ترانزیستورها از گرافین که ورقه ای از اتم های کربن است، ساخته می شوند. گرافین وقتی در لایه هایی انباشته شود گرافیت یا سرب سیاه می سازد و زمانی که درون لوله ای قرار گیرد نانولوله های کربنی می سازد.
همچنین گرافین جریان الکتریسیته را سریعتر از مواد دیگر هدایت می کند، زیرا الکترون ها در خطوط مستقیم بین اتم ها بدون پراکنده شدن حرکت می کنند.
دانشمندان دانشگاه منچستر انگلیس این ترانزیستور گرافینی طوری ساختند که به جریان الکتریکی نفوذ نمی کند از اینرو قادر به کنترل هر جریانی حتی یک الکترون منفرد نیز است.
بنا بر گزارش نشریه Nature Materials، این ترانزیستور از گرافینی با عرض کمتر از 10 نانومتر ساخته شده و ضخامت آن به اندازه یک اتم کربن (1/0 نانومتر) است. این وسیله نه تنها در دمای معمولی اتاق کار می کند، بلکه ساخت آن برخلاف ترانزیستورهای هم سایز دیگر بسیار ساده است.
برگرفته از:
http://aeee.ir/edu/index.php?option=com ... 0&Itemid=1در همین باره:
http://www.nano.ir/printpaper.php?PaperCode=394http://www.tehranedu6.ir/?pgurl=/newsAS ... &unitCode=http://www.google.com/search?q=d2+mater ... =firefox-ahttp://arxiv.org/find/grp_q-bio,grp_sta ... r_page=100http://www.google.com/search?hl=en&clie ... afe=images