Graphene, lembaran karbon murni digembar-gemborkan sebagai pengganti mungkin untuk semikonduktor berbasis silikon, telah ditemukan untuk memiliki properti yang unik dan menakjubkan yang bisa membuatnya lebih cocok untuk perangkat elektronik masa depan.
Fisikawan di University of California, Berkeley, dan Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) telah menemukan bahwa ketika graphene ditarik dengan cara tertentu itu kecambah nanobubbles di mana elektron berperilaku dengan cara yang aneh, seakan-akan mereka bergerak dalam sebuah magnet yang kuat lapangan.
Secara khusus, elektron dalam setiap nanobubble memisahkan ke tingkat energi terkuantisasi bukannya energi menempati band, seperti di graphene unstrained. Tingkat energi yang identik dengan elektron akan menduduki jika bergerak di lingkaran dalam medan magnet yang sangat kuat, setinggi 300 tesla, yang lebih besar dari laboratorium dapat menghasilkan kecuali dalam ledakan singkat, kata Michael Crommie, profesor fisika di UC Berkeley dan seorang peneliti fakultas di LBNL. imagers resonansi magnetik menggunakan magnet kurang dari 10 tesla, sementara medan magnet bumi di permukaan tanah adalah 31 microtesla.
"Ini memberi kita pegangan baru tentang cara untuk mengontrol bagaimana elektron bergerak di graphene, dan dengan demikian untuk mengendalikan sifat elektronik graphene, melalui strain," kata Crommie. "Dengan mengatur di mana sekelompok elektron dan apa energi, Anda dapat menyebabkan mereka untuk bergerak lebih mudah atau lebih mudah melalui graphene, di efek, mengendalikan konduktivitas mereka, sifat optik atau microwave Kontrol gerakan elektron. Adalah bagian paling penting dari setiap perangkat elektronik. "
Crommie dan rekan melaporkan penemuan dalam edisi 30 Juli jurnal Science.
Selain implikasi rekayasa penemuan, Crommie berkeinginan untuk menggunakan properti ini tidak biasa graphene untuk menjelajahi bagaimana berperilaku elektron dalam bidang-bidang yang selama ini yg tak dpt diperoleh di laboratorium.
"Ketika Anda engkol sebuah medan magnet Anda mulai melihat tingkah laku yang sangat menarik karena elektron berputar di lingkaran-lingkaran kecil," katanya. "Efek ini memberi kita sebuah cara baru untuk mendorong perilaku ini, biarpun tidak ada medan magnet yang sebenarnya."
Di antara perilaku yang tidak biasa mengamati elektron dalam medan magnet yang kuat adalah efek Hall kuantum dan efek Hall kuantum fraksional, dimana pada temperatur rendah elektron juga jatuh ke tingkat energi terkuantisasi.
Efek baru ditemukan oleh kecelakaan ketika seorang peneliti UC Berkeley dan beberapa mahasiswa postdoctoral di lab Crommie graphene tumbuh pada permukaan kristal platinum. Grafena adalah lembaran satu atom-atom karbon tebal diatur dalam pola heksagonal, seperti kawat ayam. Ketika ditanam di platinum, atom karbon tidak sempurna sejalan dengan struktur kristal segitiga permukaan logam, yang menciptakan pola regangan di graphene yang seolah-olah itu ditarik dari tiga arah yang berbeda.
strain menghasilkan kecil, mengangkat gelembung graphene segitiga 4-10 nanometer di di mana elektron menempati tingkat energi diskrit bukan jangkauan, luas terus energi diizinkan oleh struktur band dari graphene unstrained. Perilaku elektronik baru terdeteksi oleh scanning tunneling spectroscopically mikroskop. Landau ini disebut tingkat yang mengingatkan pada tingkat energi terkuantisasi elektron dalam model Bohr sederhana dari atom, Crommie kata.
Munculnya bidang pseudomagnetic dalam menanggapi ketegangan di graphene pertama kali diprediksi nanotube karbon pada tahun 1997 oleh Charles Kane dan Eugene Mele dari University of Pennsylvania. Nanotubes adalah bentuk digulung dari graphene.
Dalam tahun lalu, namun, Francisco Guinea Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid di Spanyol, Mikhael Katsnelson dari Radboud Universitas Nijmegen, Belanda, dan AK Geim dari University of Manchester, Inggris meramalkan apa yang mereka disebut sebagai kuantum pseudo Hall efek di graphene tegang. Ini adalah kuantisasi sangat bahwa kelompok penelitian eksperimental Crommie telah diamati. Boston University fisikawan Antonio Castro Neto, yang mengunjungi laboratorium Crommie di saat penemuan tersebut, langsung mengenali implikasi dari data, dan percobaan berikutnya menegaskan bahwa hal mencerminkan efek Hall kuantum pseudo diprediksi sebelumnya.
"Teori ini sering latch ke ide dan menjelajahi secara teoritis bahkan sebelum percobaan dilakukan, dan kadang-kadang mereka datang dengan prediksi yang tampaknya sedikit gila pada awalnya. Apa yang begitu menarik sekarang adalah bahwa kita memiliki data yang menunjukkan bahwa gagasan-gagasan ini tidak begitu gila, "kata Crommie. "Hasil pengamatan bidang ini pseudomagnetic raksasa membuka pintu kamar-suhu 'straintronics,' ide untuk menggunakan deformasi mekanik di graphene untuk insinyur perilaku untuk berbagai aplikasi perangkat elektronik."
Crommie mencatat bahwa "bidang pseudomagnetic" di dalam nanobubbles begitu tinggi sehingga tingkat energi yang dipisahkan oleh ratusan millivolts, jauh lebih tinggi daripada suhu kamar. Jadi, kebisingan termal tidak akan mengganggu efek ini di graphene bahkan pada suhu kamar. nanobubble eksperimen ini dilakukan di laboratorium Crommie, bagaimanapun, telah dilakukan pada temperatur yang sangat rendah.
Biasanya, elektron bergerak dalam sebuah lingkaran medan magnet di sekitar garis lapangan. Dalam nanobubbles tegang, elektron bergerak dalam lingkaran pada bidang lembaran graphene, seolah-olah medan magnet yang kuat telah diterapkan tegak lurus lembaran bahkan ketika tidak ada medan magnet yang sebenarnya. Rupanya, Crommie mengatakan, bidang pseudomagnetic hanya mempengaruhi elektron bergerak dan bukan sifat lain dari elektron, seperti spin, yang dipengaruhi oleh medan magnet nyata.
penulis lain dari laporan tersebut, di samping Crommie, Castro Neto dan Guinea, yang Sarah Burke, sekarang menjadi profesor di University of British Columbia; Niv Levy, sekarang seorang peneliti pasca doktoral di Institut Teknologi Nasional dan Standar, dan mahasiswa pascasarjana Kacey L. Meaker, Melissa Panlasigui sarjana dan profesor fisika Alex Zettl dari UC Berkeley.
Penelitian ini didanai melalui Departemen Energi AS Office of Science dan Kantor Riset Angkatan Laut AS.
Secara khusus, elektron dalam setiap nanobubble memisahkan ke tingkat energi terkuantisasi bukannya energi menempati band, seperti di graphene unstrained. Tingkat energi yang identik dengan elektron akan menduduki jika bergerak di lingkaran dalam medan magnet yang sangat kuat, setinggi 300 tesla, yang lebih besar dari laboratorium dapat menghasilkan kecuali dalam ledakan singkat, kata Michael Crommie, profesor fisika di UC Berkeley dan seorang peneliti fakultas di LBNL. imagers resonansi magnetik menggunakan magnet kurang dari 10 tesla, sementara medan magnet bumi di permukaan tanah adalah 31 microtesla.
"Ini memberi kita pegangan baru tentang cara untuk mengontrol bagaimana elektron bergerak di graphene, dan dengan demikian untuk mengendalikan sifat elektronik graphene, melalui strain," kata Crommie. "Dengan mengatur di mana sekelompok elektron dan apa energi, Anda dapat menyebabkan mereka untuk bergerak lebih mudah atau lebih mudah melalui graphene, di efek, mengendalikan konduktivitas mereka, sifat optik atau microwave Kontrol gerakan elektron. Adalah bagian paling penting dari setiap perangkat elektronik. "
Crommie dan rekan melaporkan penemuan dalam edisi 30 Juli jurnal Science.
Selain implikasi rekayasa penemuan, Crommie berkeinginan untuk menggunakan properti ini tidak biasa graphene untuk menjelajahi bagaimana berperilaku elektron dalam bidang-bidang yang selama ini yg tak dpt diperoleh di laboratorium.
"Ketika Anda engkol sebuah medan magnet Anda mulai melihat tingkah laku yang sangat menarik karena elektron berputar di lingkaran-lingkaran kecil," katanya. "Efek ini memberi kita sebuah cara baru untuk mendorong perilaku ini, biarpun tidak ada medan magnet yang sebenarnya."
Di antara perilaku yang tidak biasa mengamati elektron dalam medan magnet yang kuat adalah efek Hall kuantum dan efek Hall kuantum fraksional, dimana pada temperatur rendah elektron juga jatuh ke tingkat energi terkuantisasi.
Efek baru ditemukan oleh kecelakaan ketika seorang peneliti UC Berkeley dan beberapa mahasiswa postdoctoral di lab Crommie graphene tumbuh pada permukaan kristal platinum. Grafena adalah lembaran satu atom-atom karbon tebal diatur dalam pola heksagonal, seperti kawat ayam. Ketika ditanam di platinum, atom karbon tidak sempurna sejalan dengan struktur kristal segitiga permukaan logam, yang menciptakan pola regangan di graphene yang seolah-olah itu ditarik dari tiga arah yang berbeda.
strain menghasilkan kecil, mengangkat gelembung graphene segitiga 4-10 nanometer di di mana elektron menempati tingkat energi diskrit bukan jangkauan, luas terus energi diizinkan oleh struktur band dari graphene unstrained. Perilaku elektronik baru terdeteksi oleh scanning tunneling spectroscopically mikroskop. Landau ini disebut tingkat yang mengingatkan pada tingkat energi terkuantisasi elektron dalam model Bohr sederhana dari atom, Crommie kata.
Munculnya bidang pseudomagnetic dalam menanggapi ketegangan di graphene pertama kali diprediksi nanotube karbon pada tahun 1997 oleh Charles Kane dan Eugene Mele dari University of Pennsylvania. Nanotubes adalah bentuk digulung dari graphene.
Dalam tahun lalu, namun, Francisco Guinea Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid di Spanyol, Mikhael Katsnelson dari Radboud Universitas Nijmegen, Belanda, dan AK Geim dari University of Manchester, Inggris meramalkan apa yang mereka disebut sebagai kuantum pseudo Hall efek di graphene tegang. Ini adalah kuantisasi sangat bahwa kelompok penelitian eksperimental Crommie telah diamati. Boston University fisikawan Antonio Castro Neto, yang mengunjungi laboratorium Crommie di saat penemuan tersebut, langsung mengenali implikasi dari data, dan percobaan berikutnya menegaskan bahwa hal mencerminkan efek Hall kuantum pseudo diprediksi sebelumnya.
"Teori ini sering latch ke ide dan menjelajahi secara teoritis bahkan sebelum percobaan dilakukan, dan kadang-kadang mereka datang dengan prediksi yang tampaknya sedikit gila pada awalnya. Apa yang begitu menarik sekarang adalah bahwa kita memiliki data yang menunjukkan bahwa gagasan-gagasan ini tidak begitu gila, "kata Crommie. "Hasil pengamatan bidang ini pseudomagnetic raksasa membuka pintu kamar-suhu 'straintronics,' ide untuk menggunakan deformasi mekanik di graphene untuk insinyur perilaku untuk berbagai aplikasi perangkat elektronik."
Crommie mencatat bahwa "bidang pseudomagnetic" di dalam nanobubbles begitu tinggi sehingga tingkat energi yang dipisahkan oleh ratusan millivolts, jauh lebih tinggi daripada suhu kamar. Jadi, kebisingan termal tidak akan mengganggu efek ini di graphene bahkan pada suhu kamar. nanobubble eksperimen ini dilakukan di laboratorium Crommie, bagaimanapun, telah dilakukan pada temperatur yang sangat rendah.
Biasanya, elektron bergerak dalam sebuah lingkaran medan magnet di sekitar garis lapangan. Dalam nanobubbles tegang, elektron bergerak dalam lingkaran pada bidang lembaran graphene, seolah-olah medan magnet yang kuat telah diterapkan tegak lurus lembaran bahkan ketika tidak ada medan magnet yang sebenarnya. Rupanya, Crommie mengatakan, bidang pseudomagnetic hanya mempengaruhi elektron bergerak dan bukan sifat lain dari elektron, seperti spin, yang dipengaruhi oleh medan magnet nyata.
penulis lain dari laporan tersebut, di samping Crommie, Castro Neto dan Guinea, yang Sarah Burke, sekarang menjadi profesor di University of British Columbia; Niv Levy, sekarang seorang peneliti pasca doktoral di Institut Teknologi Nasional dan Standar, dan mahasiswa pascasarjana Kacey L. Meaker, Melissa Panlasigui sarjana dan profesor fisika Alex Zettl dari UC Berkeley.
Penelitian ini didanai melalui Departemen Energi AS Office of Science dan Kantor Riset Angkatan Laut AS.
0 komentar:
Posting Komentar
Sahabat yang budiman jangan lupa Setelah membaca untuk memberikan komentar.Jika Sobat Suka Akan Artikelnya Mohon Like Google +1 nya.
Komentar yang berbau sara,fornografi,menghina salah satu kelompok,suku dan agama serta yang bersifat SPAM dan LINK karena akan kami hapus.Terima Kasih Atas Pengertiannya