نقاط کوانتومی با قابلیت تنظیم مکانیکی تولید شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، توانایی دستکاری حاملین بار منفرد یکی از سنگ‌بنا‌های اصلی در ساخت ترانزیستور‌های تک الکترون و ادوات الکترونیکی در آینده است.

نقاط کوانتومی، قلب چنین تجهیزاتی هستند. به تازگی مقاله‌ای در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده که در آن محققان دانشگاه صنعتی دلفت در هلند برای اولین بار نشان دادند که چگونه می‌توان نقاط کوانتومی از گرافن تک‌لایه با خواص مکانیکی قابل تنظیم ساخت، نقاطی که می‌توان خواص الکترونیکی آن‌ها را در مقیاس نانومتری تنظیم کرد.

برای دستیابی به اطلاعات الکتریکی و مکانیکی از نمونه، این گروه تحقیقاتی از پلتفورمی به نام «محل اتصال شکستگی کنترل شده مکانیکی» استفاده کردند. این پلتفورم برای اندازه‌گیری خواص الکترومکانیکی این نقاط در سه نقطه مورد استفاده قرار گرفت.

نمونه مورد آزمایش نقاط کوانتومی هتروساختاری واندروالسی بود که با استفاده از لایه‌های کربنی به ضخامت یک اتم ساخته شده بود.

نتایج حاصل از اندازه‌گیری خمش در دمای اتاق نشان داد که گرافنی که به‌صورت پاپیونی در مقیاس نانومتری شکل گرفته می‌تواند شکسته شده و دوباره به حالت اولیه باز گردد که این به دلیل اسلایدی بودن و همپوشانی لبه‌های گرافن است.

پژوهشگران با استفاده از جابه‌جایی مکانیکی نانومقیاس نشان دادند که هر دو جفت شدن تونلی و خازنی در این نقاط کوانتومی قابل تنظیم و برگشت‌پذیر است.

کانوا از محققان این پروژه می‌گوید: «ما یک مدولاسیون ۵ برابر را در جفت شدن تونلی الکترود درین مشاهده کردیم که بسیار بیشتر از آن چیزی است که برای نقاط کوانتومی تنها تحت کنترل الکترویکی گزارش شده‌است.»

هندسه دستگاه به فرد اجازه می‌دهد تا یک منطقه همپوشانی دو لایه گرافن را ایجاد کند، جایی که طول همپوشانی را می‌توان با دقت زیر یک نانومتر کنترل کرد و این کار با یک دکمه تنظیم مکانیکی انجام می‌شود.

نکته مهم این است که این امر به محققان امکان اصلاح عدم تقارن در جفت شدن تونلی را می‌دهد که این کار با تغییر همپوشانی جفت شدن این نقاط کوانتومی و الکترود درین انجام می‌شود.

چنین دستکاری کامل و برگشت‌پذیر در نقاط کوانتومی گرافنی که در آن می‌توان جفت‌شدن و الکترواستاتیک را به‌صورت مکانیکی و الکترونیکی کنترل کرد، بی‌سابقه است.