grafen, det enatomtjocka materialet gjord av kolatomer, har fortfarande några oförklarliga egenskaper, som är viktiga i samband med elektroniska applikationer där hög ledningsförmåga är viktig, allt från smarta material som tillsammans svarar på yttre stimuli på ett sammanhängande sätt, avstämbart mode, till ljusinducerad, helt optiska nätverk. Material som grafen kan uppvisa en viss typ av stor amplitud, stabila vibrationslägen som är lokaliserade, hänvisas till som diskreta andningsanordningar (DBs). Hemligheten med att förbättra konduktiviteten genom att skapa DBs ligger i att skapa de yttre begränsningarna för att få atomer i materialet att svänga vinkelrätt mot grafenarkets riktning. Simuleringsbaserade modeller som beskriver vad som händer på atomär nivå är inte enkla, vilket gör det nödvändigt att fastställa de initiala villkoren som leder till uppkomsten av DB. I en ny tidning publicerad i EPJ B , Elham Barani från Ferdowsi University of Mashhad, Iran, och kollegor från Ryssland, Iran och Singapore använder ett systematiskt tillvägagångssätt för att identifiera de initiala förutsättningarna som lämpar sig för spännande DBs i grafen, i slutändan öppnar dörren för att förstå nycklarna till större ledningsförmåga.
Författarna använde först simuleringar för att förstå beroendet av amplituden för DB-vibrationerna på frekvensen av svängningar. Barani och kollegor etablerade sedan de dynamiska ekvationerna som beskriver atomernas vibrerande rörelse i grafen och påverkan av externa energipotentialer. De upptäckte att det finns exakt en lösning på ekvationen som motsvarar uppkomsten av DB-excitationer, som dikteras av grafens regelbundna symmetri.
Det mest överraskande fyndet av denna studie är att lösningen som beskriver villkoren för att trigga DBs inte påverkas av vibrationslägets amplitud. Inte heller den typ av interatomära energipotentialer som används i simuleringarna för att modellera de yttre begränsningarna på atomgittret ändrar hur man bäst inducerar DBs. Dessa fynd erbjuder en värdefull teoretisk grund för framtida experimentellt arbete.
