از آنجایی که گرافن کشف در سال 2004 دانشمندان به دنبال راه هایی برای قرار دادن این استعداد اتمی نازک 2D مواد به کار می کنند. نازک تر از یک DNA تک رشته ای و در عین حال 200 بار قوی تر از فولاد گرافن بسیار عالی است که رسانای برق و گرما و می توانید آن را مطابق با هر تعداد از اشکال از نازک 2D ورق به یک مدار الکترونیکی.

سال گذشته یک تیم از محققان به رهبری فنگ ونگ یک دانشکده دانشمند در برکلی آزمایشگاه مواد, علوم بخش و یک استاد فیزیک در دانشگاه برکلی توسعه عملکرد چند تکلیفی گرافن دستگاه که سوئیچ از یک ابررسانا است که به طور موثر انجام, برق, به یک عایق که در برابر جریان الکتریکی و دوباره به یک ابررسانا.

در حال حاضر به عنوان گزارش امروز در مجله Nature, محققان شنود گذاشته اند به خود گرافن سیستم استعداد برای دستکاری نشده فقط دو خواص اما سه: ابررسانا عایق و یک نوع مغناطیس به نام فرومغناطيس. چند وظیفه ای دستگاه می توانید جدید ممکن است آزمایش های فیزیک مانند تحقیقات در تعقیب یک مدار الکتریکی برای سریع تر نسل بعدی الکترونیک مانند محاسبات کوانتومی فن آوری.

“تا کنون مواد به طور همزمان نشان ابررسانا عایق و خواص مغناطیسی بسیار نادر بوده است. و اکثر مردم بر این باور بودند که این امر می تواند دشوار است برای القای خاصیت مغناطیسی در گرافن به دلیل آن را به طور معمول نمی مغناطیسی. ما گرافن سیستم برای اولین بار به ترکیب سه خواص در یک نمونه” گفت: Guorui چن, یک پژوهشگر فوق دکترا در وانگ فوق سریع نانو اپتیک گروه در UC برکلی و مطالعه منجر نویسنده.

استفاده از برق برای روشن کردن گرافن را پنهان بالقوه

گرافن دارای پتانسیل های فراوانی در دنیای الکترونیک است. آن اتمی نازک ساختار همراه با آن قوی الکترونیکی و هدایت حرارتی “می تواند یک مزیت منحصر به فرد در توسعه نسل بعدی الکترونیک و دستگاه های ذخیره سازی حافظه” گفت: چن که همچنین به عنوان یک پژوهشگر فوق دکترا در برکلی آزمایشگاه مواد, علوم بخش در زمان مطالعه است.

مشکل این است که مواد مغناطیسی مورد استفاده در الکترونیک امروز ساخته شده از فلزات فرومغناطیس مانند آهن و یا آلیاژهای کبالت. مواد فرومغناطيس مانند مشترک نوار آهنربا یک شمال و یک قطب جنوب. هنگامی که مواد فرومغناطيس استفاده می شود برای ذخیره داده ها بر روی دیسک سخت رایانه این قطب نقطه بالا یا پایین به نمایندگی از صفر و آنهایی که — به نام بیت است.

گرافن با این حال ساخته شده است از یک مغناطیس فلزی-آن را ساخته شده از کربن است.

بنابراین دانشمندان به یک راهحل خلاق.

آنها طراحی بسیار باریک دستگاه فقط 1 نانومتر ضخامت شامل سه لایه اتمی نازک گرافن. زمانی که ساندویچ بین 2D لایه نیترید بورون گرافن لایه — به عنوان trilayer گرافن در مطالعه — تشکیل یک الگوی تکرار به نام تکنيک ماره superlattice.

با اعمال ولتاژ الکتریکی از طریق گرافن دستگاه گیتس از نیروی برق بکند الکترون در دستگاه به دایره در همان جهت کوچک مانند اتومبیل های مسابقه در اطراف مسیر. این تولید پرقدرت در حرکت است که تبدیل گرافن دستگاه به یک فرومغناطیس سیستم.

بیشتر اندازه گیری نشان داد شگفت آور جدید مجموعه ای از خواص گرافن سیستم داخلی تا به حال نه تنها تبدیل به مغناطیسی بلکه عایق; و با وجود خاصیت مغناطیسی آن در لبه های بیرونی بدل به کانال های الکترونیکی فعلی که حرکت بدون مقاومت. از جمله خواص مشخص نادر کلاس عایق شناخته شده به عنوان Chern مقره محققان گفتند.

حتی بیشتر تعجب آور محاسبات توسط co-نویسنده Ya-Hui Zhang از موسسه تکنولوژی ماساچوست نشان داد که گرافن دستگاه نه فقط یکی بلکه دو رسانا لبه های آن را برای اولین بار مشاهده شده “بالا-سفارش Chern عایق” در نتیجه قوی الکترون-الکترون و انفعالات در trilayer گرافن.

دانشمندان بوده است در تعقیب Chern مقره در یک زمینه تحقیقاتی شناخته شده به عنوان توپولوژی است که به بررسی عجیب و غریب متحده مهم است. Chern مقره بالقوه را ارائه می دهند راه های جدید برای دستکاری اطلاعات در یک کامپیوتر کوانتومی که در آن داده های ذخیره شده در بیت کوانتومی یا qubits. یک کيوبيت می تواند نشان دهنده یک صفر یا یک دولت که در آن آن است که هر دو یک یک و یک صفر در همان زمان.

“ما کشف نشان می دهد که گرافن یک پلت فرم ایده آل برای تحصیل در رشته های مختلف فیزیک اعم از تک فیزیک ذرات به ابررسانایی و در حال حاضر topological فیزیک به مطالعه کوانتومی مراحل مهم در 2D مواد” چن گفت. “این هیجان انگیز است که ما هم اکنون می توانید کشف جدید فیزیک در یک دستگاه کوچک فقط 1 میلیونیوم یک میلیمتر ضخامت دارد.”

محققان امید برای انجام آزمایش های بیشتر با گرافن دستگاه به یک درک بهتر از نحوه Chern عایق/آهنربا پدید آمده و مکانیک در پشت آن خواص غیر معمول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im