گرافین تک لایه ای به ضخامت یک اتم کربن و دارای شبکه لانه
زنبوری، بلوری شبه فلز با گاف نواری صفر است که ساختاری تقریبا تخت دارد. گرافین
حدود یک دهه پیش توسط فیزیکدانان دانشگاه منچستر کشف شد و بلافاصله خواص فیزیکی
فوق العاده آن از جمله رسانندگی الکتریکی و گرمایی، چگالی و تحرک پذیری بالا در
حاملهای بار، رسانندگی اپتیکی و خواص مکانیکی، توجه بسیاری از پژوهشگران علوم و
مهندسی را جلب کرد.
از ابتدای کشف گرافین به دلیل مباحث مربوط به عدم امکان پایداری
ساختار های تناوبی کامل در فضای دو بعدی افت و خیزهای ذاتی سطح با منشا دمایی و یا
افت و خیزهای القا شده توسط نیروی خارجی در گرافین مورد علاقه بوده است.
اخیرا به کمک اندازه گیریهای میکروسکوپ روبشی تونلی از
ناحیهای به کوچکی یک انگستروم مربع در دانشگاه آرکانزاس، پژوهشگران موفق به
اندازهگیری نوسانات گرمایی و واداشته با فرکانس پایین در گرافین معلق شدند. در
این پژوهش که با همکاری فیزیکدانانی از دانشگاه های تربیت دبیر شهید رجایی،
دانشگاه بازل سوئیس و دانشگاه آنتورپ بلژیک صورت گرفت، پژوهشگران به نقش اساسی
نیروی ناشی از گرمای جریان تونلزنی و نیروی الکتروستاتیک ناشی از ولتاژ
بایاس در کنترل و تغییر نوسانات سطح گرافین پی برده و به کمک نظریه کشسانی مواد، و
شبیه سازیهای اتمی، مرتبه بزرگی فرکانسهای پایین (در مرتبه دهم هرتز) مشاهده شده
را پیش بینی کردند.
به گفته دکتر نیک عمل، جریان تونلزنی در آزمایشگاه می
تواند چنان عمل کند که منجر به تنش گرمایی در سطح گرافین شده که به دلیل ضریب
انبساط گرمایی منفی گرافین در دماهای معمولی (دمای اتاق) علامتی مخالف با تنشهای
معمول دیگر خواهد داشت. این موضوع نهایتا کاهش قابل ملاحظهی فرکانس نوسانات در
گرافین را بوجود می آورد.
نتیجهی این پژوهش در مجله نیچر کامیو نیکیشنز به چاپ رسیده
است.
ترجمه خبر: دکتر محمد رضا اجتهادینویسنده خبر: بهنام زینالوند فرزین