Mekanik Germe, Grafenin Elektronik Özelliklerini Değiştiriyor
Basel Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, grafeni yatay şekilde gererek, malzemenin elektronik özelliklerinin değiştirilebileceğini söylüyor. Bu sonuçlar, yeni tip elektronik bileşenlerin geliştirilmesine kapı açıyor.
Grafen, altıgen bir kafes içinde düzenlenmiş tek bir karbon atomu katmanından oluşur. Malzeme çok esnektir ve mükemmel elektronik özelliklere sahiptir. Bu da onu özellikle elektronik bileşenler gibi birçok sayıda uygulama için çekici hale getirir.
İsviçre Nanobilim Enstitüsü ve Basel Üniversitesi Fizik Bölümü’nde Profesör Christian Schönenberger liderliğindeki araştırmacılar, malzemenin elektronik özelliklerinin mekanik germe ile nasıl değiştirilebileceğini incelediler. Bunu yapmak için, grafenin elektronik özelliklerini ölçerken, atomik olarak ince grafen katmanını kontrollü bir şekilde gerdikleri bir tür raf geliştirdiler.
Raftaki Sandviçler
Bilim insanları öncelikle iki bor nitrür katmanı arasında bir grafen katmanı içeren “sandviç yapı” hazırladılar. Elektrik bağlantılarıyla donatılmış bu katman yığınını esnek bir yüzey üzerine yerleştirdiler.
Daha sonra bir kama yardımıyla sandviçin merkezine aşağıdan bir kuvvet uyguladılar. Başyazar Dr. Lujun Wang, “Bu, yığını kontrollü bir şekilde bükmemizi ve tüm grafen katmanını uzatmamızı sağladı” dedi.
Deneyi gözetleyen Dr. Andreas Baumgartner, “Grafenin gerilmesi, karbon atomları arasındaki mesafeyi ve dolayısıyla bağlanma enerjilerini değiştirmemize izin verdi” diye ekledi.
Değişen Elektronik Durumlar
Araştırmacılar önce optik yöntemler kullanarak grafenin gerilmesini ayarladılar. Daha sonra grafenin deformasyonunun elektronik enerjileri nasıl değiştirdiğini incelemek için elektriksel taşıma ölçümlerini kullandılar. Enerji değişikliklerinin görünür hale gelmesi için ölçümlerin -269 °C’de yapılması gerekir.
Baumgartner, sonuçları özetleyerek, “Atomik çekirdekler arasındaki mesafe, grafen içindeki elektronik durumların özelliklerini doğrudan etkiler. Düzenli bir germe ile birlikte yalnızca elektron hızı ve enerjisi değişebilir. Enerji değişimi, esasen, deneysel olarak gösterebildiğimiz teori tarafından öngörülen yönsüz potansiyeldir” dedi.
Bu sonuçlar, örneğin yeni sensörlerin veya yeni tip transistörlerin geliştirilmesine yol açabilir. Ek olarak, grafen, son yıllarda dünya çapında önemli bir araştırma konusu haline gelen diğer iki boyutlu malzemeler için bir model sistem olarak işe yaramaktadır.
Kaynak: sciencedaily.com
