اخیرا ساختار جدیدی از کربن ایجاد شده که دارای باند گپ مناسبی است. این ساختار پیچیده ترکیبی از گرافن و اکسیدگرافن است که به حالت ساندویچی در آمده است.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، در مسیر تولید قطعات الکترونیکی کوچک‌تر، استفاده از سیلیکون مشکل آفرین است زیرا این ماده یک محدودیت فیزیکی دارد که اجازه کوچک‌تر کردن قطعات را از حدی بیشتر نمی‌دهد. به‌همین دلیل محققان به‌دنبال جایگزینی از جنس کربن هستند در این راستا تحقیقات رو به رشدی در حال انجام است. اخیرا مقاله‌ای در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است که در آن محققان با استفاده از ابزارهایی نظیر تجهیزاتی که در مرکز تابش سینکروترون یافت می‌شود موفق به تولید ساختاری شدند که پیش از این وجود خارجی نداشته است. این ماده کامپوزیتی از لایه‌های گرافن و نانوبلورهای منوکسید گرافن است.
گرافن ماده‌ای است به ضخامت یک اتم که از اتم‌های کربن تشکیل شده است، این ماده به تنهایی خواص لازم برای به‌کارگیری در نانوالکترونیک مدرن را ندارد. به‌همین دلیل اگر بخواهیم از این ماده در حوزه الکترونیک استفاده کنیم باید ترکیبات دیگر نیز در آن ادغام شوند. برای مثال اگر اکسیژن به‌صورت شیمیایی به ساختار گرافن افزوده شود آنگاه باند گپ در آن ایجاد می‌شود. وجود این باندگپ تعیین کننده هدایت الکتریکی گرافن است، پارامتری که برای تولید ادوات الکترونیکی بسیار مهم است. با این حال، تلاش‌هایی که پیش از این انجام گرفته موجب شده تا ترکیب گرافن با اکسیژن موجب کج شدگی ساختار گرافن گردیده و در نهایت هدایت الکتریکی و باند گپ آن را دستخوش تغییر کند. بنابراین از این ماده تنها می‌توان در ادوات الکترونیکی پایه نظیر ابرخازن‌ها، حسگرها و الکترودهای رسانای شفاف استفاده کرد.
در این مقاله جدید، پژوهشگران موفق شدند با عملیات حرارتی، گرافن و اکسیژن را با هم ترکیب کرده و ساختاری ایجاد کنند که پیش از این دیده نشده بود. این ساختار به شکلی است که در آن یک لایه گرافن حاوی مقداری کمی اکسیژن در میان لایه‌ای دیگر از گرافن که غنی از اکسیژن است به‌صورت ساندویچی قرار گرفته است.
در تصویری که مشاهده می‌کنید حلقه‌ها مربوط به پیچیدگی در ساختار اکسید گرافن است، تصویر سمت چپ مربوط به ترکیب G-O پیش از عملیات حرارتی و تصویر سمت راست مربوط به بعد از عملیات حرارتی است. با مقایسه دو تصویر مشخص می‌شود که بعد از عملیات حرارتی ساختارها پیچیده‌تر و منظم‌تر شده‌اند.
پژوهشگران در این پروژه موفق به تولید ساختار جدیدی از جنس کربن شدند که دارای باندگپ مناسبی برای استفاده در ادوات اپتوالکترونیک و ترانزیستور است.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، در مسیر تولید قطعات الکترونیکی کوچک‌تر، استفاده از سیلیکون مشکل آفرین است زیرا این ماده یک محدودیت فیزیکی دارد که اجازه کوچک‌تر کردن قطعات را از حدی بیشتر نمی‌دهد. به‌همین دلیل محققان به‌دنبال جایگزینی از جنس کربن هستند در این راستا تحقیقات رو به رشدی در حال انجام است. اخیرا مقاله‌ای در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است که در آن محققان با استفاده از ابزارهایی نظیر تجهیزاتی که در مرکز تابش سینکروترون یافت می‌شود موفق به تولید ساختاری شدند که پیش از این وجود خارجی نداشته است. این ماده کامپوزیتی از لایه‌های گرافن و نانوبلورهای منوکسید گرافن است.
گرافن ماده‌ای است به ضخامت یک اتم که از اتم‌های کربن تشکیل شده است، این ماده به تنهایی خواص لازم برای به‌کارگیری در نانوالکترونیک مدرن را ندارد. به‌همین دلیل اگر بخواهیم از این ماده در حوزه الکترونیک استفاده کنیم باید ترکیبات دیگر نیز در آن ادغام شوند. برای مثال اگر اکسیژن به‌صورت شیمیایی به ساختار گرافن افزوده شود آنگاه باند گپ در آن ایجاد می‌شود. وجود این باندگپ تعیین کننده هدایت الکتریکی گرافن است، پارامتری که برای تولید ادوات الکترونیکی بسیار مهم است. با این حال، تلاش‌هایی که پیش از این انجام گرفته موجب شده تا ترکیب گرافن با اکسیژن موجب کج شدگی ساختار گرافن گردیده و در نهایت هدایت الکتریکی و باند گپ آن را دستخوش تغییر کند. بنابراین از این ماده تنها می‌توان در ادوات الکترونیکی پایه نظیر ابرخازن‌ها، حسگرها و الکترودهای رسانای شفاف استفاده کرد.
در این مقاله جدید، پژوهشگران موفق شدند با عملیات حرارتی، گرافن و اکسیژن را با هم ترکیب کرده و ساختاری ایجاد کنند که پیش از این دیده نشده بود. این ساختار به شکلی است که در آن یک لایه گرافن حاوی مقداری کمی اکسیژن در میان لایه‌ای دیگر از گرافن که غنی از اکسیژن است به‌صورت ساندویچی قرار گرفته است.
در تصویری که مشاهده می‌کنید حلقه‌ها مربوط به پیچیدگی در ساختار اکسید گرافن است، تصویر سمت چپ مربوط به ترکیب G-O پیش از عملیات حرارتی و تصویر سمت راست مربوط به بعد از عملیات حرارتی است. با مقایسه دو تصویر مشخص می‌شود که بعد از عملیات حرارتی ساختارها پیچیده‌تر و منظم‌تر شده‌اند.
پژوهشگران در این پروژه موفق به تولید ساختار جدیدی از جنس کربن شدند که دارای باندگپ مناسبی برای استفاده در ادوات اپتوالکترونیک و ترانزیستور است.