گرافن و کشف حالت‌های کوانتومی کاملاً جدید

به گزارش مجله خبری نگار،اکنون گرافن یک اعتبار شگفت انگیز دیگر دارد چراکه می‌تواند سطوح مقاومت مغناطیسی را بدون نیاز به پایین آوردن دما به سمت صفر مطلق، ایجاد کند.

مقاومت مغناطیسی بالا یعنی توانایی یک ماده برای تغییر مقاومت الکتریکی خود در پاسخ به میدان مغناطیسی که این میزان در این ماده نسبتاً نادر است، اما موادی که می‌توانند خواص خود را به این روش تغییر دهند در رایانه ها، اتومبیل‌ها و تجهیزات پزشکی مفید هستند.

جالب‌ترین رفتار گرافن و در واقع بالاترین سطوح مقاومت مغناطیسی معمولاً در دما‌های بسیار پایین مشاهده می‌شود. در این آزمایش جدید، محققان دانشگاه منچستر و دانشگاه لنکستر در بریتانیا گرافن با کیفیت بالا را در دمای اتاق در معرض میدان‌های مغناطیسی قرار داده و واکنش آن را اندازه گرفتند.

آلکسی بردیوگین (Alexey Berdyugin) دانشمند علم مواد می‌گوید: در ده سال گذشته، کیفیت الکترونیکی دستگاه‌های گرافنی به‌طور چشمگیری بهبود یافته و به نظر می‌رسد همه بر روی یافتن پدیده‌های جدید در دمای پایین و مایع-هلیوم تمرکز کرده اند و آنچه را که در شرایط محیطی اتفاق می‌افتد نادیده می‌گیرند.

او افزود: ما تصمیم گرفتیم گرما را افزایش داده و به طور غیرمنتظره انبوهی از پدیده‌های غیرمنتظره ظاهر شد. محققان از شکل خالص و اصلاح نشده گرافن استفاده کرده و اطمینان حاصل کردند که فقط دما می‌تواند رسانایی آن را تغییر دهد. افزایش دما ذرات باردار درون ماده را تحریک کرده و شکاف‌ها یا سوراخ‌ها را هنگام پرش آن‌ها آشکار می‌کند.

تحت تأثیر آهنربا‌های دائمی استاندارد، گرافن گرم شده واکنش مقاومت مغناطیسی بیش از ۱۰۰ درصد از خود نشان داد که قبلاً در هیچ ماده‌ای دیده نشده بود و رکورد جدیدی را به ثبت رساند. برای در نظر گرفتن این پاسخ، بیشتر فلزات و نیمه هادی‌ها مقاومت الکتریکی خود را تنها کسری از ۱ درصد تغییر می‌دهند.

محققان می‌گویند: این به تحرک و تعادل الکترون‌های با بار منفی و حفره‌های با بار مثبت برجای مانده در حین حرکت الکترون‌ها بستگی دارد. لئونید پونومارنکو (Leonid Ponomarenko) فیزیکدان از دانشگاه لنکستر در بریتانیا، می‌گوید: گرافن با کیفیت بالا در دمای اتاق، فرصتی برای کاوش یک رژیم کاملاً جدید است که اصولاً حتی یک دهه پیش می‌توانست آن را کشف کند، اما به نوعی توسط همه نادیده گرفته شد. ما قصد داریم این ماده عجیب فلزی را مطالعه کنیم و مطمئناً نتایج، پدیده‌ها و کاربرد‌های جالب‌تری در پی خواهد داشت.

محققان در پایان اعلام کردند که مواد به طور مداوم به ما ثابت می‌کند که همیشه اشتباه می‌کنیم و تجسم دیگری از مواد پیدا می‌کنیم. امروز باید اعتراف کرد که گرافن مجدد متولد شده است.