تیم تحقیقاتی اثرات فلوکت را در گرافن مشاهده کرده است و مسیر فناوریهای نوآورانه جدید را هموار میسازد.
گرافن یک ماده «شگفتانگیز» بینظیر است که از یک لایه تکاتومی نازک از اتمهای کربن بههمپیوسته تشکیل شده؛ این ماده هم پایدار و هم بسیار هادی است. این ویژگیها گرافن را برای بسیاری از فناوریها از جمله صفحهنمایشهای انعطافپذیر، حسگرهای حساس، باتریهای پرکارایی و سلولهای خورشیدی پیشرفته ارزشمند میسازد.
مطالعهای جدید که توسط دانشگاه گوتینگن بههمراه تیمهای در براونشفایگ و برمن در آلمان و همچنین فرایبورگ در سوئیس انجام شد، نشان میدهد که گرافن ممکن است بیش از آنچه پیشتر تصور میشد، چندمنظوره باشد.
برای اولین بار، پژوهشگران «اثرهای فلوکت» را در گرافن بهصورت مستقیم شناسایی کردند. این کشف پرسشپذیری طولانیمدت را حل میکند: مهندسی فلوکت — رویکردی که با استفاده از پالسهای نوری دقیق، خواص یک ماده را تنظیم مینماید — میتواند بر روی مواد کوانتومی فلزی و نیمهفلزی مانند گرافن نیز اعمال شود. این کار در مجله Nature Physics منتشر شده است.
مشاهدهٔ حالات فلوکت
تیم با استفاده از روشی بهنام میکروسکوپی مومنتوم فمتوسکندی، حالات فلوکت در گرافن را بررسی کرد. در این روش، ابتدا ماده توسط پالسهای نوری بسیار کوتاه تحریک میشود و سپس با یک پالس نور دوم که کمی پس از آن میرسد، مورد بازبینی قرار میگیرد. این زمانبندی به دانشمندان امکان میدهد تا تغییرات سریع درون ماده را دنبال کنند.
«اندازهگیریهای ما بهوضوح نشان میدهند که اثرهای فلوکت در طیف فوتوالکترونی گرافن رخ میدهند»، دکتر مارکو مِربولت، فیزیکدان دانشگاه گوتینگن و نویسندهٔ اول این مطالعه توضیح میدهد. «این واضح میکند که مهندسی فلوکت در این سیستمها واقعاً کار میکند – و پتانسیل این کشف عظیم است.»
این مطالعه نشان میدهد که مهندسی فلوکت در بسیاری از مواد کار میکند. این به این معناست که هدف طراحی مواد کوانتومی با خواص خاص – و انجام آن با پالسهای لیزری در زمان بسیار کوتاه – بهتدریج به مرحلهٔ نزدیک میشود.
به سوی فناوریهای آینده
سفارشیسازی مواد به این روش برای کاربردهای خاص میتواند پایهٔ فناوریهای الکترونیک، کامپیوتر و حسگرهای آینده باشد.
پروفسور مارسِل روتزل، که پژوهش را در گوتینگن همراه با پروفسور استفان ماتیس رهبری کرد، میگوید: «نتایج ما مسیرهای جدیدی برای کنترل حالتهای الکترونی در مواد کوانتومی با نور باز میکند. این میتواند به فناوریهایی منجر شود که در آن الکترونها بهصورت هدفمند و کنترلشده دستکاری میشوند.»
روتزل افزود: «آنچه بهویژه هیجانانگیز است این است که این امکان را برای بررسی خواص توپولوژیک فراهم میکند. این خواص خاص و بسیار پایدار، پتانسیل بالایی برای توسعهٔ رایانههای کوانتومی قابل اعتماد یا حسگرهای نوین آینده دارند.»
مرجع: «حالات فلوکت در گرافن سرانجام آشکار شد» توسط ژولین مادئو و کشاو ام. دانی، ۱۹ ژوئن ۲۰۲۵، Nature Physics.
DOI: 10.1038/s41567-025-02939-0
این پژوهش بهدلیل حمایت بنیاد پژوهشی آلمان (DFG) از طریق مرکز تحقیقاتی مشترک دانشگاه گوتینگن «کنترل تبدیل انرژی در مقیاسهای اتمی» امکانپذیر شد.
هرگز یک پیشرفت را از دست ندهید: در خبرنامه SciTechDaily عضو شوید.
ما را در Google، Discover و News دنبال کنید.