En teori från forskare från Rice University tyder på att odling av grafen på en yta som böljar som en ägglåda skulle stressa det tillräckligt för att skapa ett litet elektromagnetiskt fält. Fenomenet kan vara användbart för att skapa 2D-elektronoptik eller valleytronics-enheter. Kredit:Henry Yu/Rice University
Lägg ner lite grafen på en vågig yta så får du en guide till en möjlig framtid för tvådimensionell elektronik.
Forskare från Rice University framförde idén att växande atomtjock grafen på en mjukt strukturerad yta skapar toppar och dalar i arken som förvandlar dem till "pseudo-elektromagnetiska" enheter.
Kanalerna skapar sina egna små men detekterbara magnetfält. Enligt en studie av materialteoretikern Boris Yakobson, alumnen Henry Yu och forskaren Alex Kutana vid Rice's George R. Brown School of Engineering, skulle dessa kunna underlätta optiska enheter i nanoskala som konvergerande linser eller kollimatorer.
Deras studie visas i American Chemical Societys Nano Letters .
De lovar också ett sätt att uppnå en Hall-effekt – en spänningsskillnad över den starkt ledande grafenen – som kan underlätta valleytronics-tillämpningar som manipulerar hur elektroner fångas i "dalar" i en elektronisk bandstruktur.
Valleytronics är relaterade till spintronics, där en enhets minnesbitar definieras av en elektrons kvantspinntillstånd. Men inom valleytronics har elektroner frihetsgrader i de multipla momentumtillstånd (eller dalar) de upptar. Dessa kan också läsas som bitar.
Allt detta är möjligt eftersom grafen, även om det kan vara en av de starkaste kända strukturerna, är tillräckligt böjligt eftersom det fäster på en yta under kemisk ångavsättning.
"Substratskulptering ger deformation, vilket i sin tur förändrar materialets elektroniska struktur och ändrar dess optiska respons eller elektrisk ledningsförmåga", säger Yu, nu postdoktor vid Lawrence Livermore National Laboratory. "För skarpare substrategenskaper utöver materialets böjlighet kan man konstruera defektplaceringar i materialen, vilket skapar ännu mer drastiska förändringar i materialegenskaper."
Yakobson jämförde processen med att deponera ett ark grafen på en ägglåda. Gupparna i lådan deformerar grafenet och stressar det på ett sätt som skapar ett elektromagnetiskt fält även utan elektrisk eller magnetisk ingång.
"De oändliga designerna av substratformer möjliggör otaliga optiska enheter som kan skapas, vilket möjliggör 2D-elektronoptik," sa Yakobson. "Denna teknik är ett exakt och effektivt sätt att överföra materialbärare i 2-D elektroniska enheter, jämfört med traditionella metoder." + Utforska vidare
