دانشمندان دانشگاه مونترال با همکاری «وحید طیاری» از دانشگاه مک‌گیل کانادا و دانش‌آموخته دانشگاه‌های اصفهان و دانشگاه صنعتی اصفهان، به دنبال استفاده از فسفر سیاه در ارائه نسل جدید فرستنده‌های ریز هستند.
به گزارش سرویس علمی ایسنا، محققان سال‌هاست که در حال بررسی پتانسیل گرافن برای استفاده از آن در ساخت فرستنده‌ها هستند اما گرافن تنها ماده دوبعدی بالقوه برای کاربرد در این حوزه نیست.
گرافن ماده‌ای با ضخامت یک اتم و دارای رسانایی الکتریکی بالایی است اما به عنوان یک نیمه‌رسانای ویژه، این عنصر مانند فلز عمل می‌کند. این بدین معناست که فرستنده‌هایی که از این ماده ساخته می‌شوند را نمی‌توان به آسانی روشن و خاموش کرد.
در این میان، فسفر سیاه را می‌توان به لایه‌هایی با ضخامت یک اتم به نام فسفرین جداسازی کرد. بر خلاف گرافن، فسفرین به عنوان نیمه‌رسانایی عمل می‌کند که می‌توان آن را به آسانی روشن و خاموش کرد.
این ویژگی انرژی موردنیاز برای نیرودهی فرستنده‌ها را تا حد قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و این موضوع به نوبه خود موجب کاهش گرمای تولیدشده توسط آن‌ها می‌شود.
فرستنده‌ها زمانی که نازک هستند، کارآمدتر عمل می‌کنند زیرا الکترون‌های آن‌ها در دو بعد حرکت می‌کنند.
در آزمایشات انجام‌شده به رهبری «تامس زکوپک» در «آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا» در فلوریدا، تیم تحقیقاتی دریافت که حتی در ورقه‌های ضخیم‌تر فسفر سیاه، الکترون‌ها می‌توانند فقط در دو بعد حرکت کنند.
بنابراین دانشمندان دریافتند این سازه الکترونیکی دوبعدی، مستقل از ساختار اتمی دوبعدی است و این موضوع می‌تواند دارای مضامین مهمی برای تولید این ماده در مقیاس بزرگ باشد.
وحید طیاری و همکارانش هنوز راه طولانی تا استفاده از فرستنده‌هایی با لایه اتمی در محصولات تجاری فاصله دارند اما این مطالعه آن‌ها را یک گام به چنین هدفی نزدیک‌تر می‌کند.
جزئیات این دستاورد علمی در مجله Nature Communications ارائه شده است.
انتهای پیام
نظرات