صنع العلماء أشباه الموصلات المثالية من الجرافين
في سياق التجارب ، اكتشف العلماء أنه يمكن استخدام الجرافين لصنع أشباه موصلات مثالية مع زيادة نفاذية الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي.
ولهذا تحتاج فقط إلى لصقها بمادة أخرى ثنائية الأبعاد ، محققة من التنجستن والأكسجين والسيلينيوم. سيتم مناقشة هذا الاكتشاف وآفاقه الممتازة في هذه المادة.
الجرافين وخصائصه الفريدة
كما تعلم ، الجرافين هو نوع خاص من الكربون ، وهو مادة بسمك ذرة واحدة. في الوقت نفسه ، ترتبط ذرات الكربون في الجرافين بهذه الطريقة ، في هيكل يشبه إلى حد كبير قرص العسل.
أظهرت التجارب اللاحقة على المادة أن الجرافين يحتوي على العديد ، سواء كان مفيدًا جدًا أو يتداخل مع استخدام هذه المادة في الإلكترونيات.
على سبيل المثال ، يفتقر الجرافين إلى "النطاق الممنوع" ، مما يمنع استخدامه كأشباه موصلات في الإلكترونيات الحديثة.
يحاول العديد من العلماء حول العالم القضاء على هذا النقص ، في محاولة لإضافة شوائب مختلفة إلى المادة. نعم ، هذا يسمح لك بتحويل الجرافين إلى أشباه موصلات ، لكن توزيع "المواد المضافة" غير متساوٍ للغاية.
لهذا السبب ، لا يمكن استخدام أشباه موصلات الجرافين التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة في الإنتاج الضخم للإلكترونيات نظرًا للتكاليف الباهظة لإنتاجها.
طريقة بسيطة للحصول على أشباه موصلات الجرافين
قرر المهندسون في جامعة كولومبيا (الولايات المتحدة الأمريكية) السير في الاتجاه الآخر وقرروا دمج ورقة الجرافين مع مواد أخرى أحادية البعد ومعرفة ما سيحدث.
لذلك تم اتخاذ القرار بدمج الجرافين مع صفيحة مصنوعة من التنجستين والسيلينيوم والأكسجين. نتيجة لهذا الاندماج ، سجل العلماء تغيرًا في الخواص الكهربائية للجرافين.
داخلها ، تشكلت ما يسمى ب "الثقوب" (مناطق ذات شحنة موجبة) ، وهو أمر نموذجي لمواد أشباه الموصلات.
وكما أظهرت القياسات ، فقد تم توزيع هذه "الثقوب" بشكل مثالي على كامل منطقة التلامس بين مادتين أحاديتي البعد. بالإضافة إلى ذلك ، اتضح أنه من الممكن التحكم في كل من الخصائص وعدد "الثقوب" ببساطة عن طريق تغيير المسافة بين اللوحات.
وجد العلماء أيضًا أن أشباه موصلات الجرافين التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة أصبحت أيضًا أكثر قابلية للاختراق للأشعة تحت الحمراء والطيف المرئي للضوء.
شارك العلماء نتائج العمل المنجز على صفحات مجلة Nature Electronics.
تفتح الخصائص المكتشفة وبساطة الحصول على أشباه الموصلات من الجرافين آفاقًا واسعة لاستخدامها في مختلف مكونات أنظمة الاتصالات الضوئية وفي أجهزة الكمبيوتر الضوئية المستقبلية.
إذا أعجبتك المادة ، قم بتقييمها ولا تنس الاشتراك في القناة. شكرا لاهتمامكم!