ساخت یک ساندویچ در ابعاد مولکولی
مایع الکترونی با خواص خارق‌العاده
مجله علمی ایلیاد - دکتر «ناتانیل گابور ریورساید» یکی از محققان دانشگاه کالیفرنیا به همراه همکارانش یک ساندویچ نیمه‌رسانا دی‌تلوراید مولیبدن را بین لایه‌های گرافن ساختند. این ساختار لایه‌ای فقط کمی ضخیم‌تر از عرض یک مولکول دی‌ان‌ای بود. پس از آن، محققان مواد را با پالس‌های لیزری فوق‌العاده سریع بمباران کردند که در کادریلیون ثانیه اندازه‌گیری شد. دکتر گابور گفت: «معمولاً، در نیمه رساناهایی مانند سیلیکون، تحریک لیزری باعث تولید الکترون‌ها و حفره‌های دارای بار مثبت می‌شود که در ماده‌ای که ما به‌عنوان گاز می‌شناسیم، پخش می‌گردند. همین چیزها باعث تعریف گازی می‌شود که ما می‌شناسیم.»
با این حال، این گروه توانست تراکمی را که معادل تراکم یک مایع است، کشف نماید. چنین مایعی خواصی شبیه به مایعات معمولی مانند آب دارد، لکن شامل مولکول نیست، بلکه شامل الکترون‌ها و حفره‌های درون نیمه‌رسانا است. دکتر گابور در این خصوص گفت: «ما مقدار انرژی سیستم را افزایش دادیم، اما هیچ تغییری را مشاهده نکردیم تا اینکه ناگهان شاهد شکل‌گیری چیزی بودیم که آن‌را «حلقه‌ی جریان نور غیرعادی» نامیدیم. ما متوجه شدیم که این ماده یک نوع مایع است، زیرا مانند یک قطره بود، نه یک گاز. چیزی که واقعاً ما را متعجب کرد، این بود که این اتفاق در دمای اتاق رخ داد.»
خواص الکترونیکی این قطرات باعث توسعه‌ی دستگاه‌های نوری شده که دارای کارایی بی‌سابقه‌ای در طیف تراهرتز هستند. طول موج تراهرتز طولانی‌تر از طول موج مادون قرمز است، اما کوتاه‌تر از مایکروویو است، بنابراین در این تکنولوژی از شکاف تراهرتز استفاده شده تا بتوان از این امواج استفاده کرد. امواج تراهرتز به دلیل نفوذ محدود و توانایی خود در حل تفاوت چگالی می‌توانند برای تشخیص سرطان پوست و حفره‌های دندانی استفاده شوند. به‌طور مشابه، این امواج می‌توانند برای تشخیص نقص موجود در محصولاتی مانند قرص‌های دارویی و کشف سلاح‌های پنهان در زیر لباس نیز به‌کار گرفته شوند.»
فرستنده‌ها و گیرنده‌های تراهرتز می‌توانند در سیستم‌های ارتباطی سریع‌تر موجود در فضا نیز مورد استفاده قرار گیرند. مایع حفره‌ی الکترونیکی می‌تواند پایه‌ای برای رایانه‌های کوانتومی باشد که امکانات بالقوه و بسیار بیشتری را نسبت به مدارهای مبتنی بر سیلیکون که در حال حاضر به کار گرفته می‌شوند، ارائه خواهد داد. به‌طور کلی، تکنولوژی مورد استفاده در آزمایشگاه گابور می‌تواند، مبنای مهندسی فراماده‌های کوانتومی در ابعاد اتم باشد؛ چرا که امکان دست‌کاری دقیق الکترون‌ها را فراهم می‌سازد و باعث می‌شود که آن‌ها به شیوه‌ی جدیدی رفتار کنند.
نوشته: SciNews
ترجمه: سهیلا دوست‌پژوه – مجله علمی ایلیاد