Arkansase Ülikooli füüsikud leidsid viisi, kuidas süstemaatiliselt uurida ja kontrollida grafiidi üleminekut grafeeniks. See on oluline samm, kui tahame kasutada seda imematerjali tänapäeva tehnoloogias.
Kolm ülemist pilti grafiidist on eksperimendist ning kolm alumist saadi läbi teoreetiliste arvutuste. Piltide rida vasakult paremale näitab grafiidi ülemise kihi nihke suurenemist ning selle üleminekut grafeeniks.
Esmalt eraldasid füüsikud grafeeni – ühe kihi süsiniku aatomeid – kleeplindi abil. Läbi grafiidi liikuvatel elektronidel on mass ning nende liikumine on takistatud, kuid grafeenis liiguvad elektronid massitult ja peaaegu ilma takistuseta, muutes selle materjali suurepäraseks kandidaadiks tuleviku energiavajaduste rahuldamiseks ning kvantarvutite tehnoloogiaks, kirjutab Physorg.com.
Grafeen avastati aga alles 2004. aastal ning palju on selle kohta veel teadmata. ,,Grafiidi üleminek grafeeniks võib juhtuda suvaliselt,” lausus uurimust juhtinud Peng Xu. ,,Meie ideeks oli õppida seda kontrollima.”
Teadlased kasutasid uut meetodit nimega elektrostaatilise manipulatsiooni skaneeriv tunnelmikroskoopia, et “tõsta” üles grafiidi pealmine kiht, moodustades nii grafeeni. Traditsiooniliselt kasutatakse skaneerivat tunnelmikroskoopiat paigalseisval pinnal, kuid see meetod kasutab liikuvat pinda, et grafiidi ja grafeeni vahel liikuda.s
,,Me mitte ainult ei indutseeri protsessi ennast, vaid suudame seda ka kontrollida,” sõnas Xu.
Selle meetodi abil saavad teadlased öelda, kui palju jõudu on vaja grafeeni valmistamiseks ning kui suur vahema on grafeeni ja grafiidi vahel. Lisaks saab hoida silma peal protsessi kulgemise koguenergial.
Kuidas elektron oma massi saab, on fundamentaalne teema, mis on seotud osakestefüüsikute jahiga Higgsi bosonile – elementaarosake, millel puudub hüpoteesi kohaselt spinn kuid mis omab elektrilaengut, kuid millel puudub eeldatav mass. Võime liigutada elektrone massiga ja massita oleku vahel, võimaldab teadlastel seda duaalset käitumist uurida. Protsessi üle saavutatava kontrolli tase võimaldab neil töötada välja erinevaid viise, kuidas selle nähtuse kohta grafeeni abil uusi teadmisi saada.
Leave a Reply