גרפן מורכב משכבה יחידה של אטומי פחמן המסודרים בסריג משושה. חומר זה גמיש מאוד ובעל תכונות אלקטרוניות מצוינות, מה שהופך אותו לאטרקטיבי עבור יישומים רבים - במיוחד רכיבים אלקטרוניים.
חוקרים בהובלת פרופסור כריסטיאן שננברגר מהמכון השוויצרי למדעי הננו והמחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת באזל למדו כיצד לתפעל אתתכונות אלקטרוניות של חומרים באמצעות מתיחות מכניות.כדי לעשות זאת, הם פיתחו מסגרת דרכה ניתן למתוח את שכבת הגרפן הדקה האטומית בצורה מבוקרת תוך מדידת תכונותיה האלקטרוניות.
כאשר מופעל לחץ מלמטה, הרכיב יתכופף. זה גורם לשכבת הגרפן המוטמעת להאריך ולשנות את תכונותיה החשמליות.
כריכים על המדף
המדענים ייצרו לראשונה כריך "כריך" עם שכבה של גרפן בין שתי שכבות של בורון ניטריד. הרכיבים המסופקים עם אנשי קשר חשמליים מוחלים על המצע הגמיש.
לאחר מכן החוקרים השתמשו ב טריז כדי להחיל לחץ על אמצע הכריך מלמטה. "אנו משתמשים בו כדי לכופף את הרכיבים בצורה מבוקרת ולהרחיב את כל שכבת הגרפן", הסביר הסופר הראשון ד"ר לוג'ון וואנג.
"מתיחת גרפן מאפשרת לנו לשנות באופן סלקטיבי את המרחק בין אטומי הפחמן, ובכך לשנות את אנרגיית הכריכה שלהם", הוסיף החוקר הניסוי ד"ר אנדראס באומגרטנר.
שינה מצב אלקטרוניהחוקרים השתמשו לראשונה בשיטות אופטיות לכיול מתיחת הגרפן. לאחר מכן הם השתמשו בחשמל מדידות הובלה כדי לחקור כיצד העיוות של גרפן משנה את אנרגיית האלקטרונים. אֵלֶה יש לבצע מדידות במינוס 269 מעלות צלזיוס כדי לראות שינויים באנרגיה.
דיאגרמות ברמת אנרגיה של מכשיר של גרפן גרפן לא מאומן וגרפן מתוח (ירוק מוצל) בנקודת המטען הנייטרלית (CNP). "המרחק בין הגרעינים משפיע ישירות על המאפיינים של המצבים האלקטרוניים בגרפן", באומגרטנרסיכם את התוצאות. "אם המתיחה אחידה, רק מהירות האלקטרונים והאנרגיה יכולים להשתנות. השינוי באנרגיה היא למעשה הפוטנציאל הסקלרי שחזה התיאוריה, וכעת הצלחנו להוכיח זאת דרךניסויים. " ניתן להעלות על הדעת שתוצאות אלה יובילו להתפתחות חיישנים או סוגים חדשים של טרנזיסטורים. בנוסף,גרפן, כמערכת מודל לחומרים דו-ממדיים אחרים, הפך לנושא מחקר חשוב ברחבי העולםבשנים האחרונות.
זמן הודעה: JUL-02-2021
