گرافین یک لایه ظخیم تک اتمی مورد استفاده در مدادها است,از نظر هدایت الکتریکی بهتر از مس است و برای دستگاههای الکتریکی خیلی نویدبخش است,اما یک مشکلی وجود دارد:الکترون های عبوری از میان آن قادر به توقف نیستند.

تا اینکه اکنون دانشمندان نیو برانزویک در راتگرز چگونگی کنترل الکترون های وحشی گرافین را آموخته اند,بدین طریق راه برای انتقال با سرعت خیلی زیاد الکترون ها و اتلاف انرژی کم در سیستم های جدید باز شده است.تحقیق آنها بصورت آنلاین در مجله نانو تکنولوژی طبیعت منتشر شد.

"این نشان می دهد که می توانیم از نظر الکتریکی الکترون های گرافین را کنترل کنیم."اوی آندری استاد هیأت رئیسه دپارتمان فیزیک و ستاره شناسی دانشکده هنرها و علوم راتگرز می گوید,"ما در گذشته نمی توانستیم آن کار را انجام دهیم.به همین دلیل تصور می شد که امکان ساخت ترانزیستورهایی که مستلزم سویچینگ با گرافین باشد بعلت ماهیت غیر کنترل بودن الکترون های گرافین وجود ندارد."

*ترانزیستور گرافین

 آندری گفت,"اکنون ممکن است ساخت ترانزیستور گرافینی با مقیاس نانو امکان پذیر باشد."تاکنون اجزای الکترونیکی گرافین شامل تقویت کننده های مافوق سریع,خازن های سوپر و سیم های با مقاومت فوق العاده ناچیز بودند.افزودن یک ترانزیستور گرافین گام مهمی به سمت یک اسکلت الکترونیکی تمام گرافینی است.سایر کابردهای دارای اساس گرافین شامل سنسرهای شیمیایی و بیولوژیکی فوق العاده حساس,فیلترهای نمکزدایی و تصفیه آب است. همچنین استفاده از گرافین در ساخت صفحات قابل انعطاف مسطح,و مدارات الکترونیکی قابل پرینت و قابل نقاشی در حال افزایش است.

گرافین یک لایه به نازکی نانو از جنس گرافیت با پایه کربن است که مدادها با آن می نویسند.بمراتب قویتر از فولاد و هادی عظیمی است.اما موقعی که الکترون ها از میان آن حرکت می کنند,در امتداد خطوط مستقیم حرکت کرده و سرعت خیلی زیاد آنها تغییر نمی کند."اگر به یک مانع برخورد کنند,نمی توانند برگردند,بنابراین باید از میان آن عبور کنند."آندری گفت,"مردم برای کنترل یا مهار این الکترون ها در جستجو بوده اند."

تیم او با ارسال ولتاژ از میان یک میکروسکوپ دارای تکنولوژی بالا با نوکی فوق العاده تیز و نیز اندازه یک اتم به مهار این الکترون های وحشی پرداخت.آنها با ارسال ولتاژ از میان یک میکروسکوپ اسکن کننده تونلی که نمای سه بعدی سطوح در مقیاس اتمی را ارائه میدهد چیزی مشابه با یک سیستم نوری خلق کردند.

*میدان نیرو

بنا به گفته آندری,"نوک تیز میکروسکوپ میدان نیرویی خلق می کند که الکترون های گرافین را محبوس یا مسیر گذر آنها را اصلاح می کند,مشابه با اثری که یک لنز بر روی پرتوهای نور دارد.الکترون ها می توانند به آسانی محبوس و رها شوند,که این مهیا کننده شرایط ساخت یک مکانیزم سویچینگ قطع و وصل مؤثر است."

او گفت,می توان الکترون ها را بدون از ایجاد حفره هایی در گرافین محبوس کرد.اگر ولتاژ را تغییر دهید,می توانید الکترون ها را آزاد کنید.بنابراین می توان الکترون ها را مطابق خواسته و به روش مورد نظر محبوس و رها کرد.

او گفت,"گام بعد افزایش مقیاس از طریق گذاشتن سیم های خیلی نازک معروف به سیم های نانو بر روی بالای گرافین و کنترل الکترون ها با ولتاژها است.

(Source:Phys.org)

ترجمه و تلخیص:غریب واحدی پور