علم سرامیک

اخيرا روشي براي ايجاد خاصيت پيزوالکتريک در گرافن ارائه شده است، اين کار با افزودن عناصري نظير هيدروژن يا فلوئور در ساختار گرافن انجام مي‌شود.
  
   گرافن ماده بسيار شگفت انگيزي است که داراي هدايت الکتريکي 100 برابر بهتر از سيليکون است. اين ماده که ضخامتي در حد يک اتم دارد، مستحکم‌تر از الماس است. با تمام ويژگي‌هايي که گرافن دارد، اين ماده فاقد اثر پيزوالکتريک است، پيزوالکتريک خاصيتي است که در اثر خم شدن جريان الکتريکي توليد مي‌کند، نکته مهم ديگر اين است که خاصيت پيزوالکتريک يک ويژگي برگشت‌پذير است، يعني اگر به اين مواد جريان الکتريکي اعمال شود خم مي‌شوند. از اين ويژگي در بسيار از ادوات نظير ساعت، راديو و التراسونيک استفاده مي‌شود.
  
   اخيرا مقاله‌اي در نشريه ACS Nano به چاپ رسيده است که در آن دو مهندس از دانشگاه استنفورد نشان دادند که چگونه مي‌توان گرافن را تبديل به يک ماده پيزوالکتريک کرد و از آن براي کنترل گرافن استفاده نمود.
  
   اوان ريد از محققان گروه تئوري و محاسبه مواد دانشگاه استنفورد مي‌گويد تغيير شکل فيزيکي که در گرافن اتفاق مي‌افتد رابطه مستقيمي با ميدان اعمال شده به اين ماده دارد، اين کار يک روش کاملا جديد براي کنترل قطعات الکترونيکي در مقياس نانو است. اين پديده بعد جديدي به مفهوم استرينترونيک اضافه مي‌کند، حوزه‌اي که در آن ميدان الکتريکي، يا تغيير شکل، موجب ايجاد فشاري در شبکه کربني شده و در نهايت تغيير شکل قابل پيش بيني در ساختار گرافن ايجاد مي‌شود.
  
   ميتشل اونگ، محقق دوره پسا دکترا در اين گروه تحقيقاتي، مي‌گويد گرافن پيزوالکتريک مي‌تواند به‌صورت غير موازي موجب کنترل مکانيکي، نوري و الکتريکي شود که از اين توانمندي مي‌توان در حوزه‌هاي مختلف از ترانزيستورهاي نانومقياس گرفته تا صفحات لمسي استفاده کرد.
   پژوهشگران با استفاده از مدل‌سازي‌هاي بسيار پيچيده که با ابرکامپيوترهاي قدرتمند انجام شده، توانستند رسوب اتم‌ها را در يک سوي شبکه گرافن شبيه‌سازي کرده – به اين فرآيند تقويت گفته مي‌شود- و مقدار اثر پيزوالکتريک را در آن اندازه‌گيري کنند.
  
   نتايج شبيه‌سازي نشان داد که گرافن را مي‌توان با استفاده از ليتيم، هيدروژن، پتاسيم و فلئور تقويت کرد، همچنين از ترکيب هيدروژن و فلئور يا ليتيم و فلئور نيز مي‌توان براي تقويت استفاده کرد. تقويت مي‌تواند در يک سوي گرافن يا در هر دو سوي اين ماده انجام شود، اين که در يک سو يا در هر دو سو تقويت انجام شود کليد اصلي ايجاد خاصيت پيزوالکتريک است به اين شکل که اگر هر دو سوي گرافن تقويت شود اثر تقويت‌ها يکديگر را از بين مي‌برند و خاصيت پيزوالکتريک ايجاد نمي‌شود.