Os Pesquisadores Mediram Directamente o Espectro de Energia Incomum de Graphene

Published on May 14, 2009 at 7:32 PM

Aplicando técnicas de medida inovativas, os pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Geórgia e o National Institute of Standards and Technology (NIST) têm medido directamente o espectro de energia incomum do graphene, tecnològica uma promessa, formulário bidimensional do carbono que tentou e cientistas confundidos desde sua descoberta em 2004.

Publicado na introdução desta semana da Ciência, * seu trabalho adiciona o detalhe novo para ajudar a explicar os fenômenos físicos e as propriedades incomuns associados com o graphene, uma única camada de átomos de carbono postos em uma repetição, favo de mel-como o regime.

As perspectivas intrigantes actuais dos comportamentos exóticos de Graphene para as tecnologias futuras, incluir de alta velocidade, graphene-basearam a eletrônica que pôde substituir circuitos integrados silicone-baseados de hoje e outros dispositivos. Mesmo na temperatura ambiente, os elétrons no graphene são mais de 100 vezes mais móveis do que no silicone.

Graphene deve aparentemente esta mobilidade aumentada ao facto curioso de que seus elétrons e outros portadores de cargas elétricas se comportam como se não têm a massa. Em materiais convencionais, a velocidade dos elétrons é relacionada a sua energia, mas não no graphene. Embora não aproximem a velocidade da luz, os elétrons desatados no graphene comportam-se bem como os fotão, as partículas massless da luz que igualmente se movem em um independente da velocidade de sua energia.

Este comportamento massless estranho é associado com a outra estranheza. Quando os condutores ordinários são postos em um campo magnético forte, os portador de carga tais como elétrons começam a mover-se nas órbitas circulares que são forçadas aos níveis de energia discretos, equidistantes. No graphene estes níveis são sabidos para ser espaçados desigualmente devido aos elétrons “massless”.

A equipe de Geórgia Tech/NIST seguiu estes elétrons massless na acção, usando um instrumento especializado do NIST para zumbir dentro na camada do graphene em uma ampliação de bilhão vezes, seguindo os estados eletrônicos ao ao mesmo tempo aplicar campo magnèticos altos. O microscópio feito por encomenda, da ultra-baixo-temperatura e da exploração do ultra-alto-vácuo da escavação de um túnel permitiu que varressem um campo magnético ajustável através das amostras do graphene preparadas na Tecnologia de Geórgia, observando e traçando o afastamento peculiar do não-uniforme entre os níveis de energia discretos que formam quando o material é expor aos campo magnèticos.

A equipe desenvolveu um mapa de alta resolução da distribuição de níveis de energia no graphene. Em contraste com metais e outros materiais de condução, onde a distância de um pico da energia ao seguinte é uniformemente igual, este afastamento é desigual no graphene.

Os pesquisadores igualmente sondados e a indicação dos graphene espacial traçados “zero estados de energia,” um fenômeno curioso onde o material não tem nenhum portador elétrico até que um campo magnético estiver aplicado.

As medidas igualmente indicaram que as camadas de graphene crescidas e então caloroso em uma carcaça do silicone-carboneto se comportam como folhas individuais, isoladas, bidimensionais. Com base nos resultados, os pesquisadores sugerem que as camadas do graphene estejam desacopladas das camadas adjacentes porque empilham em orientações rotatórias diferentes. Isto que encontra pode apontar a maneira aos métodos de fabricação para fazer grandes, grupos uniformes do graphene para uma eletrônica carbono-baseada nova.

Last Update: 14. January 2012 03:04

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