مشاوره رایگان تحصیلی
منو

رسانایی الکتریکی گرافین ده برابر بیشتر از آن چیزی است که انتظار می‌رفت

+ 246
رأی شما
- 71

محققان با رشد گرافین بر روی بستری از سیلیکون کارباید و اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی آن به تازگی به این نتیجه رسیده‌اند که گرافین در فواصل کوتاه می‌تواند بدون مقاومت بارهای الکتریکی را از خود عبور دهد.

الکترون‌ها (نقطه‌های آبی رنگ در تصویر) تقریبا آزادانه در امتداد روبان‌هایی از گرافین (مشکی) حرکت می‌کنند که در سیلیکون کارباید رشد کرده‌اند.

فیزیکدانان نانوروبان‌هایی از گرافین را تولید کرده‌اند که حتی برای دلخواه‌ترین شکل از مواد، الکترون‌ها را خیلی بهتر از آنچه در نظریه پیش‌بینی شده از خود عبور می‌دهند. این یافته‌ها می‌تواند باعث شود تا استفاده از گرافین در ابزارهای الکتریکی high-end عملی شود و جایگزینی برای سیلیکون به دست دهد.

در دمای اتاق الکترون‌ها در گرافین سریع‌تر از هر ماده دیگری حرکت می‌کنند. اما روش‌هایی که ورقه‌های گرافین را به روبان‌های باریک برش می‌دهند به سیم‌هایی از مدارهای در مقیاسِ نانو احتیاج دارد که گوشه‌های دندانه‌ دندانه‌ای را به جا بگذارد. این ویژگی جریان الکترون‌ها را دچار اختلال می کند.

هم اکنون تیمی به رهبری والت دو هییر (Walt de Heer) در موسسه فن‌آوری جورجیا در آتلانتا روبان‌هایی را ساخته‌اند که بارهای الکتریکی را در مسافت بیش از 10 میکرومتر بدون هیچ مقاومتی از خود عبور می‌دهند - 1000 برابر بیشتر نسبت به نانوروبان‌های معمولی. این روبان‌ها که توسط تیم هیر ساخته شده در واقع الکترون‌ها را ده برابر بهتر از نظریه‌های استانداردی که برای عبور الکترون‌ها پیشنهاد شده از خود عبور می‌دهند. حرکتِ آزادانه الکترون‌ها در این مواد به این معناست که مدارها می‌توانند سیگنال‌ها را سریع‌تر و بدون مسائل اتلاف حرارتی که نیمه‌هادی‌ها با آن مواجه هستند از خود عبور دهند.

روبان‌ها و لبه‌ها

این تیم، علاوه بر ایجاد لایه‌های پهنی از گرافین و بُرش آنها به صورت روبان، گرافین را بر روی دیواره‌هایی از سیلیکون کارباید نیز رشد دادند، ماده‌ای که در حالِ حاضر به صورت گسترده‌ در صنایع الکترونیکی استفاده می‌شود. این محققان با استفاده از فرایندی که برای اولین بار در سال 2010 مطرح شد ترکیب موردِنظر را تا دمای بیش از 1000 درجه سانتی‌گراد حرارت دادند. اتم‌های سیلیکون سپس تبخیر شده و لایه‌‌ای از گرافین به پهنای 40 نانومتر را ایجاد کردند.

به گفته هییر، این نتایج، که به صورت آنلاین در مجله Natureبه چاپ رسیده، نشان می‌دهد که حرکت الکترون‌ها در لبه‌های روبان خیلی به حرکت نور در فیبرهای نوری شباهت دارد.

فرانسیسکو جینی (Francisco Guinea)، فیزیکدانی نظری از موسسه علوم مواد در مادرید معتقد است شواهد موجود برای این عبور" بالیستیک" بسیار قانع‌کننده است. به گفته او"این تیم هم غشا و هم لایه گرافینی روی آن را برای حدود ده سال جلوتر از زمانِ خود بهبود بخشیدند و اکنون در حال برداشت محصولِ کارِ خود هستند.

جیمز تور(James Tour)، شیمیدانِ‌آلی در دانشگاه رایس در هوستونِ تگزاس، که بر روی نانوروبان‌های گرافینی کار می‌کند می‌گوید این نتایج بسیار "باشکوه" هستند و می‌تواند به عنوان برجسته‌ترین یافته در زمینه گرافین در نظر گرفته شود". این نتایج برای اکثر محققان بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسد.

از سوی دیگر عده‌ای از دانشمندان نسبت به انقلابی بودن این یافته‌ها شک دارند. به گفته آنتونیو کاسترو نِتو (Antonio Castro Neto)، رئیس مرکز تحقیقاتی گرافین در دانشگاه ملی سنگاپور، سال‌ها تلاش و تحقیق نظری نشان داده که در نانوروبان‌ها، بی‌نظمیِ ناشی از ناخالصی‌ها در این ماده رسانایی را از بین خواهد برد. به گفته او محققان با در نظرگرفتن روبان‌های طویل متوجه وجود این اثرات خواهند شد. او همچنین می‌گوید "این اجتناب‌ناپذیر است. متاسفانه گرافین ماده‌ای نیست که بتوان از آن برای کاربرد‌ها دیجیتالی استفاده کرد." او می‌افزاید، درعوض ما مواد نیم‌رسانای جدید مانند فوسفورین‌ها را پیشنهاد می‌دهیم.

این که نانوروبان‌ها چطور در تجربه رسانایی خیلی بیشتری از آنچه در نظریه پیشنهاد شده بود را از خود نشان داده‌اند هنوز یک معماست. دو هییر خیلی مایل نیست درباره چگونگی این حقیقت وارد جزئیات شود. او می‌گوید "تمام آن چیزی که من می‌توانم بگویم ممکن است درباره نقطه شروع باشد- که آنها به سادگی بارهای حامل هستند – که البته ممکن است درست نیز نباشد. به عقیده من اینجا فیزیک متفاوتی حکم‌فرما است". جینی، در مقابل، فکر می‌کند فراخواندن یک فیزیک جدید برای توضیح این نتایج بسیار زودهنگام است.

به گفته آندره فراری (Andrea Ferrari)، سرپرست مرکز گرافین کمبریج در دانشگاه کمبریج بریتانیا، با فرض اینکه این نتایج به اثبات رسیده است، این تیم هم اکنون باید بر روی مسائلی درباره مقیاس‌بندی شکل محصولشان تمرکز کنند. تور همچنین می‌افزاید در دنیای واقعی، مولکول‌های آبِ موجود در هوا می‌توانند به گرافین چسبیده و خواص آن را تغییر دهند. او می‌گوید "این خواص فوق‌العاده خواهند بود، اما آیا به اندازه همان خواص اثبات‌شده باشکوه هستند؟ احتمالا این طور نیست. اما آنها هنوز برای استفاده در ابزارهای مورد نیاز مناسب هستند و من هنوز اشتیاق دارم".

psi.ir

+ 246
رأی شما
- 71



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (3 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (48 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (83 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (15 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (12 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (14 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (7 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (26 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (1 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (13 پاسخ)
ساده ترین بیان برای منشاء گرانش (18 پاسخ)
پیش بینی چرخش خودکار کهکشان ها (0 پاسخ)
معرفی سه ساختار اصلی برای پایداری کهکشان ها (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت ماده تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکتی (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت انرژی تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکت (0 پاسخ)
کتاب فیزیک آینده (2 پاسخ)
جنس ذره برخورد کننده (5 پاسخ)
وجود قید در ترکیب (7 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (18 پاسخ)
نیروی گرانش از کجا پدید می آید منشا آن چیست؟ (40 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (225 پاسخ)
زمین تخت گرایان (138 پاسخ)
علیت (16 پاسخ)
فعالیت نوری (2 پاسخ)
منظور هاوكينگ از به وجود آمدن جهان از هیچ چیست؟ (15 پاسخ)
زمان در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
مدار RLC (1 پاسخ)
نور و میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
تعریف فاصله در نسبیت و سازگاری نسبیت عام با مکانیک نیوتونی (20 پاسخ)
پایان نظریۀ نسبیت اینشین به تمام جهان اعلام می شود (10 پاسخ)
کهن‌ترین مولکول کیهان در فضا کشف شد! (0 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (29 پاسخ)
اثبات حیرت آور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (17 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (5 پاسخ)
نانوتکنولوژی و کاربردهای آن (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (2 پاسخ)
قانون فاراده (1 پاسخ)
هسته درونی عطارد جامد است (0 پاسخ)
آیا عینک‌های فوتوکرومیک هم جزو مواد هوشمند هستند؟ (0 پاسخ)
نسبیت در سرعت زاویه ای (6 پاسخ)
حرکت ذره باردار در دو میدان (4 پاسخ)
نخستین مریخ‌لرزه ثبت شد! (0 پاسخ)
بسط تیلور (6 پاسخ)
مشکل دهم ثانیه تایمر (15 پاسخ)
انتقال الکترون در جریان الکتریکی (2 پاسخ)
ساخت اولین قلب با چاپگر سه‌بعدی و رگ و پی انسانی (0 پاسخ)
آيا آهنربا ميدان خودرا از دست ميده؟ (36 پاسخ)
مقالات فیزیک
کشف منشاء یک انفجار رادیویی
معجزه‌ی هوش‌مصنوعی در بخش پزشکی
شناسایی سلولی ضدآلرژی
چگونه یک سیاره متولد می‌شود؟
درمانی سریع برای اضافه وزن شدید
حافظه‌ی کامپیوترهای آینده را بشناسیم!
میکروب‌هایی که داروهای ما را می‌خورند
شگفتیِ انفجارهای گاما
در مرکز کهکشان راه‌شیری چه خبر است؟
حفره‌های اسرارآمیز دریای جنوبگان
گونه‌های مختلف نهنگ با هم جفتگیری می‌کنند!
نگاهی به اعماق کهکشانی از خوشه‌ی سنبله
آغاز عصر جدید زمین‌شناسی
حلقه‌های اسرارآمیز سیاره‌ی اورانوس
بگذارید بچه‌ها خاک بازی کنند!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و یک
کشف کرمی که سنگ‌ می‌خورد!
دلیلی برای خشکی سرخرگ‌ها
ابرهای مریخ چگونه به‌وجود می‌آیند؟
رابطه‌ی رشد جنگل‌ها و تغییرات اقلیمی
این کهکشان بیضوی، مملو از ماده‌ی تاریک است
ساخت یخچال‌هایی در مقیاس کوانتومی
نظریه‌ای که نگاه ما به ماده‌ی تاریک را تغییر داد
ضرورت بازگشت انسان به ماه
دلیل انقراض گونه‌ای غول‌پیکر
زنان باکتری‌های بیشتری دارند یا مردان؟
در جستجوی حیات فرازمینی
تاریخچه‌ی انسان‌های ساکن سیبری
دسته‌بندی جدید برای مواد معدنی
کشف گونه‌ی جدیدی از دایناسورهای گیاهخوار
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
کشف سیاره‌ی فراخورشیدی جدید (0+)
غذای بومیان صحرای آفریقا چه بوده است؟ (0+)
مزیت منحصربه‌فرد نوشیدن قهوه (0+)
قطب شمال اسرارآمیز مریخ (0+)
قدیمی‌ترین سلول‌های بدن انسان (0+)
ارتباط آلزایمر و بالا بودن کلسترول (0+)
تاثیر روانی انسان‌ها بر سگ‌های‌شان (0+)
کهکشانی مارپیچی و ابرنواخترهایش (0+)
کشف دو گونه‌ی جدید از دایناسورها (0+)
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی بیست و نه (0+)
چرا دندان‌های این ماهی شفاف است؟ (0+)
محل اصابت شهاب‌سنگ در اسکاتلند (0+)
منشاء شیشه‌های باستانی چیست؟ (0+)
تاثیر مخرب کم‌خوابی بر بدن (0+)
سیبری سکونت‌گاهی خوش آب‌وهوا خواهد شد (0+)
ادامه ...