Jangan meremehkan graphene yang bergelombang

Letakkan beberapa graphene di atas permukaan bergelombang, dan Anda akan mendapatkan panduan untuk satu kemungkinan masa depan elektronik dua dimensi.

Ilmuwan Rice University mengajukan gagasan bahwa menumbuhkan graphene setebal atom pada permukaan bertekstur lembut menciptakan puncak dan lembah di lembaran yang mengubahnya menjadi perangkat “pseudo-elektromagnetik”.

Saluran menciptakan medan magnet menit mereka sendiri tetapi dapat dideteksi. Menurut sebuah studi oleh ahli teori material Boris Yakobson, alumnus Henry Yu dan ilmuwan riset Alex Kutana di Sekolah Teknik George R. Brown Rice, ini dapat memfasilitasi perangkat optik skala nano seperti lensa konvergen atau kolimator.

Sebuah teori oleh para peneliti Rice menunjukkan bahwa menanam graphene pada permukaan yang bergelombang seperti peti telur akan cukup menekannya untuk menciptakan medan elektromagnetik yang sangat kecil.
Fenomena ini dapat berguna untuk membuat optik elektron 2D atau perangkat valleytronics. (Gambar: Henry Yu)

Studi mereka muncul di American Chemical Society’s Nano Letters ( “Electron Optics and Valley Hall Effect of Undulated Graphene” ).

Mereka juga menjanjikan cara untuk mencapai efek Hall — perbedaan tegangan melintasi graphene berkonduksi kuat — yang dapat memfasilitasi aplikasi valleytronics yang memanipulasi bagaimana elektron terperangkap dalam “lembah” dalam struktur pita elektronik.

Valleytronics terkait dengan spintronics, di mana bit memori perangkat ditentukan oleh keadaan spin kuantum elektron. Tetapi dalam valleytronics, elektron memiliki derajat kebebasan dalam beberapa keadaan momentum (atau lembah) yang mereka tempati. Ini juga dapat dibaca sebagai bit.

Ini semua mungkin karena graphene, meskipun mungkin merupakan salah satu struktur terkuat yang diketahui, cukup lentur karena melekat pada permukaan selama deposisi uap kimia.

“Pemahatan substrat memberikan deformasi, yang pada gilirannya mengubah struktur elektronik material dan mengubah respons optik atau konduktivitas listriknya,” kata Yu, sekarang menjadi peneliti pascadoktoral di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore.

“Untuk fitur substrat yang lebih tajam di luar kelenturan material, seseorang dapat merekayasa penempatan cacat pada material, yang menciptakan perubahan yang lebih drastis dalam sifat material.”

Yakobson membandingkan prosesnya dengan menyimpan selembar graphene pada peti telur. Benjolan di peti merusak graphene, menekankannya dengan cara yang menciptakan medan elektromagnetik bahkan tanpa input listrik atau magnet.
“Desain bentuk substrat yang tak berujung memungkinkan perangkat optik yang tak terhitung jumlahnya dapat dibuat, memungkinkan optik elektron 2D,” kata Yakobson.

“Teknologi ini adalah cara yang tepat dan efisien untuk mentransmisikan pembawa material dalam perangkat elektronik 2D, dibandingkan dengan metode tradisional.”

Sumber: Rice University

Nano Werk