Rutgers araştırmacıları, grafen olarak adlandırılan karbon atomlarının iki boyutlu düzleminde çok yeni elektronik özellikler keşfettiler. Grafen, bir gün hızlı ve güçlü elektronik aygıtların adeta kalbi olabilir.
Yeni bulgular, daha önce fizikçiler tarafından mümkün olduğu kabul edilen ama şimdi sadece laboratuvarda görülebilen bulgulardır. Her biri diğeri ile etkileşen grafendeki elektronlar bu tür bulgulardan biridir. Bu davranış, karmaşık malzemelerde ve bazı metallerde süperiletkenliğe benzerdir, dirençle karşılaşmayan elektrik akımı akışı ile belirgin olan bu davranış enderdir ama potansiyel olarak yararlı bir özelliktir. Grafende, bu davranış sonucunda yükleri dağılmadan taşınan kesirli yüklere sahip quasi parçacıkların içerdiği yeni likit (sıvı) benzeri madde vardır.
Ünlü bilim dergisi Nature’de yayınlanan bu çalışmada, fizik profesörü Eva Andrei ve onun Rutgers’den çalışma arkadaşları, ilişkili davranış olarak da adlandırdıkları elektronlar arasındaki güçlü etkileşimi, dışa doğru koaksiyel birçok girişimlerin inadına grafende henüz gözleyemediler. Bu ilişkili davranışın grafende mümkün olabilmesine rağmen hâlâ gözlenememesi bazı bilim insanları tarafından soru işaretleriyle karşılandı. İlişkili davranışta, elektronlar nötrinolar ve fotonlar gibi kütlesiz parçacıklardır. En çok kullanılan malzemelerde elektronlar, kütleli parçacıklardır.
Gelecek elektronik uygulamaları için grafen ve benzer malzemeler için Nature dergisinde yayınlanan çalışmada elde edilen bulgular bilim insanlarının yine bu konular üzerindeki çalışmalarının süreceğine işaret ediyor. Bu durumda bugünün silikon tabanlı yarıiletken malzemelerin yerini alabilmesi gözüyle bakılıyor bu malzemelere. Endüstriyel olarak artık silikon teknolojisinin sınırlarına ulaştığı düşüncesi yaygın bilim insanlarında.
Rutgers fizikçileri kesirli kuantum hall olayı olarak bilinen bir olguyu grafende ultra-relativistik yük taşıyıcıların kolektif davranışında nasıl gözlendiğini daha ileri bir şekilde tanımladılar. Kesirli kuantum hall olayı, yük taşıyıcıları iki boyutlu düzlemde sınırlı hareket ederler ve dik manyetik alana maruz bırakıldıklarında görülürler. Burada yük taşıyıcıları arasındaki etkileşim olduğu zaman elektronun elemanter yükünün kesri ile yeni quasi parçacıklardan onlar yeterince güçlüdür.
Kesirli kuantum hall olayı, mevcut yarıiletken tabanlı, iki boyutlu elektron sistemlerinde bilinir. Burada elektronlar, kütlesiz parçacıkların relativistik dinamiğine karşı geleneksel dinamiğe uyan kütleli parçacıklardır. Ancak, kesirli kuantum hall olayının ortaya çıkmasına neden olan kolektif girişimin kapasitesina sahip grafende ultra-relativistik elektronlar şimdiye dek görülmedi. Rutgers fizikçileri, standart yarıiletkenden daha fazla dayanıklı grafende kesirli kuantum Hall olayı süpriz olarak yaptılar.
Bilim insanları, silikon wafer üstünde grafiti ovarak grafen parçaları elde ederler -burada silikon kristalin ince dilimi, bilgisayar çiplerin yapımında kullanılırlar-. Sıradan entegre devre üretim teknikleri kullanılarak grafen parçalarıyla elektriksel geçiş yolları çalıştırılır. Bilim insanları, grafen elektronik aygıtın birçok özelliklerini araştırmayı başarabildiler.
Grafen malzemesi üzerine yeni yapılan çalışmalarla yakın geleceğimizin en gözde malzemelerden biri olacağı gözüyle bakılıyor bu alandaki çalışan bilim insanlarınca.
Hazırlayan: Gökhan Atmaca – KuarkMNB
Kaynak: http://www.physorg.com/news174745964.html
