دستگاهی که در حال حاضر این را به شما نشان می دهد نتیجه انقلاب سیلیکون است. به منظور ساخت مدارهای الکترونیکی مدرن، محققان هدایت جریان های سیلیکونی را از طریق ناخالصی ها کنترل می کنند. به عبارت دیگر میزان الکترون ها یا ذرات با بار مثبت درون اجسام را مطالعه می کنند. این به آنها اجازه می دهد تا جریان جریان را کنترل کنند و الکترون ها – به اصطلاح ناخالصی ها – را در شبکه سه بعدی اتمی تنظیم کنند.
شبکه سیلیکونی سه بعدی برای نسل بعدی الکترونیک بسیار بزرگ است. اینها عبارتند از ترانزیستورهای بسیار نازک، دستگاه های ارتباطی نوری جدید و حسگرهای زیستی انعطاف پذیر که می توانند پوشیده شوند یا حتی در بدن انسان کاشته شوند. برای کاهش وزن این قطعات، محققان سعی دارند از موادی مانند گرافن که کمتر از یک لایه اتم هستند استفاده کنند. با این حال، روش آزمایش شده برای آلودگی سه بعدی سیلیکون با استفاده از گرافن دو بعدی، که از لایه ای از اتم های کربن تشکیل شده است، معمولا رسانا نیست و نیاز به اصلاح دارد.
محققان پیش از این سعی کرده اند این مشکل را با “کاسه انتقال بار” حل کنند. در این روش می توان الکترون ها را با استفاده از پوسته از نمودار استخراج کرد. اما این روش چندان موثر نبود.
اکنون، یک مطالعه جدید در مجله Nature راه بهتری را پیشنهاد می کند. یک تیم تحقیقاتی میان رشته ای به رهبری جیمز هاون و جیمز تهرانی از دانشگاه کلمبیا و وون جونگ یو از دانشگاه سونگ کیونگ کوان در کره، روشی برای تجزیه گرافن از طریق یک پوسته انتقال بار ساخته شده از سلنید اکسی تنگستن یا TOS با ناخالصی کم.
هنگامی که TOS روی گرافن اعمال می شود، گرافن با سوراخ های رسانای الکتریکی پر می شود. رسانایی این سوراخ ها را می توان با افزودن چندین لایه اتمی TOS بین گرافن برای کنترل بهتر خواص هدایت الکتریکی ماده تنظیم کرد.
محققان دریافتند که تحریک گرافن به روش جدیدشان موثرتر از تلاش های قبلی است. این نوع تحریک باعث می شود که گرافن رسانایی الکتریکی بالاتری نسبت به فلزات، حتی فلزات بسیار رسانا مانند مس و طلا داشته باشد.
هاون می‌گوید: «این یک روش جدید برای تنظیم ویژگی‌های نمودارها با ماهیت تقاضا است. ما تازه شروع به کشف امکانات این فناوری جدید کرده‌ایم.»
محققان امیدوارند در آینده بتوانند با تغییر الگوی TOS، خواص الکتریکی گرافن را تغییر دهند. این تیم همچنین در حال بررسی ادغام ناخالصی ها در دستگاه های فوتونیک برای استفاده در سیستم های مخابراتی و کامپیوترهای کوانتومی است.
