أجرى علماء الجامعة الوطنية للأبحاث النووية بحثا لدراسة خصائص الأنابيب النانوية من الفوليرين “البازلاء الكربوني”، وتبين أن هذا التأثير يحول أشباه الموصلات إلى معادن، يشار إلى أن بيانات الدراسة سوف تساعد في تطوير إلكترونيات نانوية معقدة، أو تصميم مفاتيح كهربائية ميكانيكية وأجهزة استشعار وكذلك الصمام الثنائي النفق وعناصر منطقية لرقائق إلكترونية.
تتميز المعادن عادة بالموصلية الكهربائية والحرارية العالية وزيادة المقاومة الكهربائية عند التسخين والبريق المعدني، يشار إلى أنه تم نشر هذا المقال العلمي في مجلة “Diamond and Related Materials”
وهذه الخصائص ترجع إلى وجود الكترونات حرة، التي يمكن أن تتحرر تحت تأثير الحقل الكهربائي. ولهذا فإن مواد التركيب المعقد، التي تحتوي على الكترونات حرة، تتصرف مثل المعادن.
على مدة العقود الثلاثة الماضية تم تصنيع العديد من المواد الكربونية الجديدة بما في ذلك الأنابيب النانوية المليئة بمادة الفوليرين. وبسبب الشبه الخارجي مع قرن مليء بالبازلاء، أطلق عليها اسم “البازلاء الكربونية”.
وأوضح الدكتور قسطنطين كاتين من قسم فيزياء المواد المكثفة من الجامعة الوطنية للأبحاث النووية قائلاً: “تبين أن البازلاء الكربونية يمكن أن تستخدم كأشباه موصلات من جهة وكمعادن من جهة أخرى. يكفي هنا أن يتم شد هذه المادة بنسبة 4% فقط لكي تظهر الخصائص المعدنية. إن المرونة العالية للبازلاء تسمح لها تحمل مثل هذا الشد”.
إن المسافة بين الفلورين وسطح الأنابيب النانوية صغيرة بحيث أن الغيوم الالكترونية يمكن أن تتسلل من الأنابيب النانوية إلى الفلورين والعكس، وهذا ما يسمى بظاهرة التهجين. يشار إلى أن خصائص الأجهزة الالكترونية، التي يمكن صنعها على أساس البازلاء الالكترونية، تحدد درجة التهجين.
ويشير الدكتور ميخائيل ماسلوف من قسم فيزياء المواد المكثفة في الجامعة الوطنية للأبحاث النووية قائلاً: “يتم تحديد كل شيء من خلال نسبة طاقة الالكترونات، التي تنتمي للأنابيب النانوية والفوليرين. علماً أن الأنبوب النانوي كان في البداية أصلاً شبه موصل وكان يتمتع بفجوة الطاقة. يشار إلى أن الالكترونات من الفوليرين لا يمكن أن تملأ هذه الفجوة، لأنها لا تمتلك الطاقة المناسبة. ولكن مع تطبيق جهد ميكانيكي تغيرت الصورة بالكامل: حيث تحركت مستويات الطاقة، وأظهرت البازلاء الخصائص المعدنية”.
واليوم من أجل إنشاء أجهزة الكترونية نانوية معقدة من الضروري استخدام العديد من المواد المختلفة كالمعادن وأشباه الموصلات. ومع ذلك فإن البيانات التي توصل إليها علماء الجامعة الوطنية للأبحاث النووية تؤكد أنه بالإمكان استبدالها بتفاعل وحيد — البازلاء الالكترونية التي تعرضت لمختلف الضغوط الميكانيكية. وهذا يسمح بتبسيط جهاز الصمام الثنائي النفق ومولدات أشعة تيراهيرتز والمفاتيح الالكترونية وأجهزة الاستشعار.

المصدر: سبوتنيك