آخرين بروزرساني اين مطلب:
March 7, 2009 2:00 AM
به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از ساينس ديلي، دانشمندان دريافته اند كه گرافيت در مقياس هاي زماني فراسريع مانند يك نيمه هادي رفتار مي كند. اين نتايج داراي اهميت بنياديني هستند براي دستگاه هاي الكترونيكي آينده كه بر اساس كربن اند و در آن ها ميدان ها يا فركانس هاي الكتريكي بالا پردازش مي شوند.
نانوماده هايي مانند كربن داراي ويژگي هاي منحصر به فردي هستند، كه براي اولين بار منجر به كاربردهايي در قطعات و حسگرهاي الكترونيكي شده است. اين ماده ها بر پايه ي لايه هاي منظم و نازك اتمي از اتم هاي كربن اند، براي نمونه به شكل لايه ي مجزايي به نام گرافين يا لوله هاي پيچشي اي به شكل نانولوله هاي كربني. ويژگي هاي الكترونيكي چنين ساختارهايي تا حد زيادي مربوط به ويژگي هاي گرافيت مي باشد، كه شامل دسته اي از صفحه هاي گرافيني هستند.
با وجود تحقيق هاي متمركز گذشته، رفتار بنيادي الكترون ها در اين ماده به طور كامل شناخته نشده است و بر سر آن بحث هاي زيادي وجود دارد.
ماركوس بريوسينگ، كلاس روپرز و توماس السائسر، سه دانشمند از موسسه ي ماكس-بورن در برلين، رفتار الكترون ها را در اين لايه هاي گرافيت در زمان بي درنگ مورد بررسي قرار داده اند.
هم چنان كه آن ها در گزارش خود در Physical Review Letters آورده اند، نحوه ي حركت الكترون ها را با دقت زماني بي مانندي برابر با تنها 10 فمتوثانيه ثبت كردند (يك فمتوثانيه برابر با يك ميليونيم يك ميليارديم ثانيه است). الكترون ها با پالس هاي ليزري فراكوتاه به سمت سطوح انرژي بالا تهييج شدند، و انرژي آن ها در بازگشت به حالت تعادل جذب شد. گام هاي مجزاي اين فرايند به لحاظ زماني مشخص مي شوند، و توزيع آني الكترون ها در ماده معين مي شوند. طي 30 فمتوثانيه، الكترون ها گاز داغي را با دماي 2500 درجه ي سلسيوس شكل مي دهند، كه تنها طي 500 فمتوثانيه تا حدود 200 درجه ي سلسيوس پايين مي آيد. انرژي پراكنده شده در اين فرايند، به شبكه ي بلور منتقل مي شود. پس از اين فرايند، الكترون ها به آهستگي به حالت هاي اوليه ي خود بازمي گردند.
براي اولين بار، اين مطالعه به طور قطعي نشان مي دهد كه در مقياس هاي زماني فراكوتاه، گرافيت مانند يك نيمه هادي رفتار مي كند، مانند سيليكون يا گاليم آرسنايد، و نه مانند فلز.
مكانيك حركتي ديده شده، دست آوردهاي مهمي در مورد انتقال الكتريكي دارد، مانند جريان هاي جاري در ماده در فركانس هاي بالا. اين دست آوردها داراي اهميت بنياديني هستند براي دستگاه هاي الكترونيكي آينده كه بر اساس كربن اند و در آن ها ميدان ها يا فركانس هاي الكتريكي بالا پردازش مي شوند.
|
