بررسي خواص نانوساختاري گرافن در پژوهشگاه دانشهاي بنيادي ايران
رضا عسگري عضو هيئت علمي پژوهشگاه دانشهاي بنيادي با بيان اين مطلب كه گرافن (كربن دو بعدي)، تكلايهاي از گرافيت به ضخامت يك اتم است و در آن، اتمهاي كربن به روي شبكهي لانهزنبوري شكل (شش ضلعي منتظم) قرار گرفتهاند، گفت: در سالهاي اخير با كشف گرافن و نتايج حاصل از كارهاي تجربي و نظري فراواني كه براي بررسي ويژگيهاي الكترونيكي جالب اين مادهي جديد صورت گرفته، به نظر ميرسد كه گرافن بهدليل قابليت ساختهشدن در ابعاد بسيار كوچك (كوچكتر از 10 نانومتر)، ويژگيهاي مناسب الكتريكي و سرعت عملكرد بالاي آن، جايگزين مناسبي براي سيليكون و حركت به سمت نانوالكترونيك مدرن است.
با توجه به تحقيقات اخير، اين ماده رسانندگي گرمايي و تحركپذيري الكتروني بالايي دارد. از ديگر ويژگيهاي اين ماده جديد ميتوان به استفاده از آن در ساخت حسگرهاي گازي اشاره كرد. (هرگاه يك مولكول گازي به روي صفحه گرافن قرار بگيرد خواص الكتروني در گرافن تغيير ميكند و اين تغيير قابل اندازهگيري است). همچنين در مقابل بسياري از اسيدهاي قوي، مقاوم بوده و ميتواند به عنوان پوشش گرمايي عالي در صنعت بهكار رود.
از اينرو پژوهشگران ايراني در پژوهشكده فيزيك پژوهشگاه دانشهاي بنيادي با همكاري پژوهشگران دانشگاههاي پيزا و تگزاس، مشغول بررسي خواص مختلف اين نانوساختار جديد هستند.
عسگري گفت: طي پژوهشي، ابتدا معادلات كوهن-شم را براي الكترونهاي كم انرژي ديراكگونه در گرافن با لحاظ كردن سمتگيري آنها تعميم داديم، سپس فرم بسته و تحليلي از پتانسيل بس ذرهاي تبادلي- همبستگي را در تقريب موضعي از روي نتايج محاسبات قبلي خود كه مبتني بر فاز تصادفي بود، ارايه كرده و مجموعه معادلات به دست آمده را با توجه به فيزيك منحصر به فرد گرافن و فرض پتانسيل ناخالصي بهعنوان ميدان خارجي، حل كردهايم.
به گزارش ستاد توسعه فناوري نانو علاوه بر مشاهده جزيرههاي مشترك الكترون-حفره در گرافن، نشان داديم كه در حد انرژيهاي كم، استفاده از پتانسيل بس ذرهاي تبادلي- همبستگي گاز الكتروني معمولي، جوابگوي مناسبي براي گرافن نيست و استفاده از آنها دچار خطاي بزرگي در نتايج ميشود.
جزئيات اين پژوهش كه با همكاري ماركوپليني و آندرياتومادين (دانشجويان دكتري در Pisa) و پروفسور مك دونالد از دانشگاه تگزاس انجام گرفته، در مجله Physical Review (جلد78، صفحات115438-115426، سال2008 ) منتشر شده است.