اكتشاف جديد قد يسمح بإنتاج أجهزة من الجرافين

الجرافين مادة شفافة عالية الكثافة تتألف من شبكة من ذرات الكربون ثنائية الأبعاد، حيث تمر الإلكترونات خلاله دون أي مقاومة على الإطلاق

اكتشاف جديد قد يسمح بإنتاج أجهزة من الجرافين.

Libyan sci club - النادي الليبي للعلوم

الجرافين أو كما يطلق عليه "المادة المعجزة" يعد بخصائص أجهزة كمبيوتر أسرع، وحساسات أفضل وأكثر من ذلك، إلا أن التقدم في إنتاجه على النطاق الصناعي دون المساس بخصائصه بعيد المنال. تمكن علماء من جامعة جرونينجن Groningen من تحقيق تقدم في هذا الصدد وسيتم نشر نتائجها في مجلة Nano Letters.

الجرافين مادة شفافة عالية الكثافة تتألف من شبكة من ذرات الكربون ثنائية الأبعاد، حيث تمر الإلكترونات خلاله دون أي مقاومة على الإطلاق، وعلى الرغم من كونه مرناً للغاية، إلا أنه يعتبر أصلب من أي معدن .فلقد تمكن العالمان أندري جيم وكونستانتين نوفوسيلوف من إستخلاص مادة الجرافين التي كان يعتقد بأنه من المحال أن تتواجد بشكل ثابت من قطعة من الجرافيت وذلك عن طريق إستخدام شريط لاصق عادي حيث تمكنا في نهاية سلسلة من التجارب من استخلاص رقاقة من الكربون بسماكة تعادل سماكة ذرة واحدة وهذا ما أهلهما للحصول على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2010.

يقول Stefano Gottardi ، طالب الدكتوراه في معهد Zernike للمواد المتقدمة جامعة جرونينجن "يتمثل التحدي الحقيقي في إيجاد الركيزة التي لا تحفظ خصائص الجرافين فقط، بل تسمح أيضاً بإنتاج أكثر وفرة." المرشح الجيد هو الترسيب الكيميائي للبخار. إذ تستخدم الحرارة هنا لتبخير طلائع الكربون مثل غاز الميثان، والذي يتفاعل بعد ذلك مع ركيزة ناشطة بالتحفيز لتشكيل الجرافين على سطحه. حيث تستخدم عادة المعادن الإنتقالية على أنها ركائز. ومع ذلك، لا تعمل هذه المعادن الإنتقالية كوسيلة للدعم فقط، ولكنها تميل أيضاً للتفاعل مع الجرافين وتعديل - أو حتى إتلاف- خصائصه المميزة.

لإستعادة هذه الخصائص بعد النمو على المعدن، لا بد من نقل الجرافين إلى ركيزة غير متفاعلة، إلا أن عملية النقل قد هذه تكون مرهقة وبها عيوب في كثير من الأحيان. مع ذلك، يحاول العديد من العلماء تحسين نمو الجرافين على المعادن الإنتقالية ، في الأغلب باستخدام رقائق النحاس كركائز.

وهذا هو ما فعلته مجموعة الأسطح والأغشية رقيقة Meike Stöhr وPetra Rudolf بإشراف Gottardi. يقول Stöhr "عندما قمنا بتحليل عينة من الجرافين على النحاس، رصدنا بعض الغرابة"،. تشير الملاحظات إلى أنه وبجانب النحاس كان أكسيد النحاس موجوداً أيضاً. في الواقع، بدى أن شريط الجرافين الجيد قد تشكل فوق أكسيد النحاس، وكما المعادن المؤكسدة تركت خصائص الجرافين دون أي تغيير، وهذه الملاحظة مهمة فعلاً.

بدأ فريق Groningen قبل ثلاث سنوات في دراسة هذا الإحتمال بمزيد من التفصيل. ومنذ ذلك الحين، تمكنGottardi وزملاؤه من زرع الجرافين بنجاح على أكسيد النحاس. حيث سيتم نشر هذا الإنجاز مرفقاً مع توصيف متعمق لخصائص الجرافين في. Nano Letters وأعلن الفريق أيضاً عن اكتشاف رائع وهو أن الجرافين فوق أكسيد النحاس سيكون منفصلا عن الركيزة، مما يعني أنه سيحافظ على خصائصه الإلكترونية المميزة
يقول Stöhr إن النتائج قد تكون بعيدة المنال على المختبرات الأخرى لإعادة إنتاج ما توصلنا إليه كما يقول أيضاً إن أفضل سيناريو هو أن يكون بالإمكان نمو بلورات المجال المنفرد الكبيرة من الجرافين على أكسيد النحاس. إذا ثبتت هذه الحالة سيكون من الممكن عندها إستخدام تقنيات الطباعة الحجرية لتصنيع جميع أنواع الأجهزة الإلكترونية من الجرافين وبطريقة مجدية تجارياً. هذه الملاحظة غير المتوقعة قبل ثلاث سنوات قد تبرهن على أنها بداية فعلية لعهد جديد من إلكترونيات الجرافين.

ترجمة: Omar Almay
مراجعة Mohammad G Mneina
تصميم Amjed Amj

المصدرhttp://goo.gl/huWzde
تاريخ النشر:9/2/2015

#جرافين #نانو #اكتشاف #اجهزة #مادة #علم #النادي_الليبي_للعلوم