Grafen ile 1000 Kat Fazla Akım

Yeni bir çalışma grafenin, önceden tahmin edilemeyen bir artısının daha olduğunu gösterdi. Yapılan çalışma ile grafenin daha fazla akıma dayanabildiği ve normal materyallere oranla yüksek akıma çok daha iyi dayanabildiği görüldü. Grafenin bu özelliği şimdiden gelecekte ultra hızlı elektronik sistemler için mükemmel bir yapı taşı haline gelmekte. Ayrıntılar haberimizde.

A- A+

06.01.2017 tarihli yazı 10266 kez okunmuştur.

Avusturya'daki TU Wien Uygulamalı Fizik Enstitüsü araştırmacılardan Elisabeth Gruber, yapılan çalışmayla ilgili: "Akım yoğunluğu normal koşullar altında sıradan bir materyalin tahrip edilmesine neden olacak yoğunluktan yaklaşık 1,000 kat daha yüksek" dedi ve ekledi: "Normal materyallere oranla grafen, herhangi bir hasar görmeden aşırı akımlara dayanabilir."

Açıklamak gerekirse, burada grafenin elektriği nasıl verimli bir şekilde ileteceğiyle ilgilenmiyoruz. Bu yılın başlarında bilim insanları, grafeni yaklaşık sıfır dirence sahip olacak bir şekilde süper iletken haline getirdiler. Bu çalışma önemliydi ve grafenin bir yıl daha ‘mucize madde' ünvanını elinde tutması için yeterliydi. Bu yeni çalışmada ise, elektron akışının verimliliğini değil, maddenin ne kadar yüksek bir akımla baş edebileceğine ve ne kadar kısa bir sürede grafenin elektronları tutabileceği yani şarj olabileceği araştırıldı. Sonuç ise inanılmazdı.

►İlginizi Çekebilir: Nesnelerin İnternetinde Grafen Devrimi

Grafen hakkında hızlıca bilgi vermek gerekirse grafen, nano ölçekte bazı inanılmaz özellikler gösteren bir atom kalınlığında petek kafes yapılı karbon tabakalardan oluşur. Çelikten daha güçlü, elmastan daha sert ve son derece esnektir. Yapılan çalışma ile yüksek şarj yoğunluğuna dayanabilecek kapasiteye de sahip olduğu görülüyor. Araştırmacılar grafen tabakasını, pozitif ksenon (Xe) iyonlarıyla bombalayarak grafenden çok sayıda elektronun kopmasını sağladılar. Tek bir ksenon iyonu, grafen filmin küçük bir kımından yirmiden fazla elektron koparabilir. Bu kulağa pek yeterli gelmesede, her bir karbon atomunun yalnızca altı elektrona sahip olduğunu göz önünde bulundurursak bu sayının oldukça yeterli olduğunu görüyoruz. Sonuç olarak, grafeni oluşturan karbon atomları aşırı pozitif bir şekilde yüklenir. Ksenon iyonu, tüm karbon atomunu grafen filmden dışarı atabilir. Ancak bu tüm bu elektronların kaybından çok daha küçük bir etkiye sahiptir. Almanya Helmholtz Centre Dresden Rossendorf takım üyesi Richard Wilhelm: "Şimdiye kadar gerçekleşmesini bekleyeceğimiz şey Coulomb patlaması olarak da bilinen bu pozitif yüklü karbon iyonlarının birbirlerini iterek, malzeme içinde büyük bir boşluk bırakmasıdır. Ancak şaşırtıcı bir şekilde, durum böyle değil. Grafendeki pozitif yük, neredeyse anında etkisiz hale gelir." dedi. Dolayısıyla grafen, boşluktaki elektron deliğini (p madde gibi) neredeyse anında yeni elektronlarla doldurma yeteneğine sahiptir. Yani kısa sürede yüksek yoğunlukta bir akım taşıyor demektir. Kısa süreden demek istediğimiz femtosaniye mertebesidir.

►İlginizi Çekebilir: Grafen Temelli Hoparlör Geliştirildi

Bu başarıyla ilgili Elisabeth Gruber: "Bu sürenin anlamı ksenon iyonunun neden olduğu parçalanmaya karşı malzemenin elektronik cevabı son derece hızlıdır anlamı taşımaktadır. Grafen filminin komşu bölgelerinden gelen kuvvetli akımlar, pozitif yüklerin birbirini ittiği bir patlama öncesinde elektronları hemen beslemektedir."dedi.

Dr. Richard Wilhelm ve Elisabeth Gruber Nature Communications’ta yayınlanan çalışma grafenin akım yoğunluğu miktarının, normal malzemelerin tolere edebileceğinden yaklaşık 1000 kat daha yüksek bir seviyede olduğunu göstermektedir. Bunun nasıl gerçekleştiğini daha iyi anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Bu haber, gelecekte ultra hızlı elektronik sistemler üretmek isteyen mühendisler için inanılmaz bir haberdir. Çünkü grafen, yoğun elektron akışını kaldırabilecek kadar dayanıklı bir malzeme olabilir.

Kaynak:

►sciencealert