تیم تحقیقاتی اثرهای فلوئه را در گرافن مشاهده کرده و مسیر را برای فناوریهای نوین و خلاقانه باز میکند
گرافن یک ماده «معجزهآسا» شگفتانگیز است که از یک لایهٔ تکاتومی نازک از اتمهای کربن بهطور فشرده تشکیل شده و همزمان باثبات و بسیار هادی است. این ویژگیها آن را برای بسیاری از فناوریها ارزشمند میسازد، از جمله صفحهنمایشهای انعطافی، حسگرهای حساس، باتریهای عملکرد بالا و سلولهای خورشیدی پیشرفته.
مطالعهای جدید که توسط دانشگاه گوتینگن بههمراه تیمهای بریونشویگ و برمن در آلمان، و همچنین فریبورگ در سوئیس انجام شده است، نشان میدهد که گرافن ممکن است بسیار قابل انعطافتر از آنچه قبلاً تصور میشد باشد.
برای اولین بار، پژوهشگران بهصورت مستقیم «پدیده فلوئه» را در گرافن شناسایی کردهاند. این کشف به سؤال دیرینهای پاسخ میدهد: مهندسی فلوئه – روشی که با استفاده از پالسهای نور دقیق، خواص یک ماده را تنظیم میکند – میتواند برای مواد کوانتومی فلزی و نیمهفلزی مانند گرافن نیز اعمال شود. این کار در مجله Nature Physics منتشر شده است.
مشاهدهٔ حالات فلوئه
تیم با استفاده از روشی بهنام میکروسکوپی مومنتم فمتوثانیهای، به بررسی حالات فلوئه در گرافن پرداخت. در این روش، ابتدا ماده با پالسهای نور فوقسریع تحریک میشود، سپس با یک پالس نور دوم که چند لحظه پس از آن میآید، مورد بررسی قرار میگیرد. این زمانبندی به دانشمندان امکان میدهد تا تغییرات سریع داخلی ماده را ردیابی کنند.
«اندازهگیریهای ما بهوضوح ثابت میکند که پدیده فلوئه در طیف انتشار الکترونی گرافن رخ میدهد»، دکتر مارکو مربولدت، فیزیکدان دانشگاه گوتینگن و نویسندهٔ اصلی این مطالعه توضیح میدهد. «این واضح میسازد که مهندسی فلوئه در این سیستمها واقعاً کار میکند و پتانسیل این کشف عظیم است.»
این مطالعه نشان میدهد که مهندسی فلوئه در بسیاری از مواد کار میکند. این به این معناست که هدف طراحی مواد کوانتومی با خواص خاص – و انجام این کار با پالسهای لیزری در زمان بسیار کوتاه – به مرحلهٔ نزدیکتری رسیده است.
به سوی فناوریهای آینده
سفارشیسازی مواد به این شکل برای کاربردهای خاص میتواند پایهای برای الکترونیک، کامپیوتر و فناوری حسگرهای آینده باشد.
پروفسور مارسِل روتزل، که تحقیقات را همراه با پروفسور استفن ماتیاس در گوتینگن هدایت کرد، میگوید: «نتایج ما راههای جدیدی برای کنترل حالات الکترونی در مواد کوانتومی با نور باز میکند. این میتواند منجر به فناوریهایی شود که در آن الکترونها بهطور هدفمند و دقیق کنترل میشوند.»
روتزل افزوده میکند: «چیزی که بهویژه هیجانانگیز است این است که این روش به ما امکان میدهد تا خواص توپولوژیکی را نیز بررسی کنیم. این خواص خاص و بسیار باثبات پتانسیل بالایی برای توسعهٔ کامپیوترهای کوانتومی قابل اطمینان یا حسگرهای نوین آینده دارند.»
منبع: «حالات فلوئه در گرافن در نهایت آشکار شد» توسط جولین مادئو و کشاو ام. دانی، ۱۹ ژوئن ۲۰۲۵، Nature Physics.
DOI: 10.1038/s41567-025-02939-0
این پژوهش بهواسطهٔ بنیاد پژوهشی آلمان (DFG) و مرکز مطالعات مشترک دانشگاه گوتینگن «کنترل تبدیل انرژی در مقیاسهای اتمی» امکانپذیر شد.
هرگز از دست ندهید: برای دریافت خبرنامهٔ SciTechDaily عضو شوید.
ما را در گوگل، دیسکوری و نیوز دنبال کنید.