นักวิจัยในเยอรมนีและสเปนได้สร้างอุปกรณ์คล้ายทรานซิสเตอร์ที่ใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อควบคุมความแรงและความถี่ของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่ส่งผ่านกราฟีน ความสำเร็จซึ่งมีรายละเอียดอยู่นับเป็นก้าวสำคัญสู่การใช้กราฟีนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ตัวแปลงความถี่เทอร์เฮิร์ตซ์ มิกเซอร์ และโมดูเลเตอร์ กราฟีน ตาข่ายคล้ายรังผึ้งของคาร์บอนที่มีความหนาเพียงหนึ่งอะตอม
มีคุณสมบัติ
ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์หลายอย่าง ส่วนใหญ่เกิดจากความจริงที่ว่ามันเป็นโลหะกึ่งโลหะที่ไม่มีช่องว่างพลังงานระหว่างวาเลนซ์และแถบการนำไฟฟ้า ในพื้นที่ที่แถบทั้งสองนี้มาบรรจบกัน ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและโมเมนตัมของตัวพาประจุ (อิเล็กตรอนและโฮล) ในกราฟีนนั้นอธิบายไว้
ในสมการไดแรค แทนที่จะเป็นสมการชโรดิงเงอร์มาตรฐานเช่นเดียวกับกรณีของวัสดุผลึกส่วนใหญ่การนำไฟฟ้าสูงและพฤติกรรมไร้มวลการปรากฏตัวของโครงสร้างแถบที่ผิดปกติเหล่านี้ (รู้จักกันในชื่อ) ช่วยให้ตัวพาประจุในกราฟีนทำงานเหมือนอนุภาคไร้มวล ความไร้มวลที่มีประสิทธิภาพนี้
ทำให้อิเล็กตรอนในกราฟีนมีความคล่องตัวสูงมาก – สูงถึง 200,000 cm 2 /Vs ที่อุณหภูมิห้อง เทียบกับเพียง 1,400 cm 2 /Vs ในซิลิคอน ความคล่องตัวที่สูงมากเช่นนี้หมายความว่าทรานซิสเตอร์ที่ใช้กราฟีนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ สามารถทำงานได้เร็วขึ้นและประหยัดพลังงานได้มากกว่าที่มี
อยู่ในปัจจุบัน เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยค้นพบว่าเมื่อกระแสไฟฟ้า (หรือคลื่นแสง) ผ่านกราฟีน ค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กตรอนสูงของวัสดุและพฤติกรรมที่ไม่มีมวลอย่างมีประสิทธิภาพของอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนความถี่ของกระแสไฟฟ้า พฤติกรรมแบบไม่เชิงเส้นประเภทนี้เป็นหนึ่งในฟังก์ชันพื้นฐานที่สุดในอุปกรณ์
อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการสลับและประมวลผลสัญญาณไฟฟ้า ความไม่เชิงเส้นของกราฟีนนั้นแข็งแกร่งที่สุดในบรรดาวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดผู้ร่วมเป็นผู้นำการศึกษาล่าสุดกล่าว วัสดุนี้ยังคงไม่เป็นเชิงเส้นสูงแม้ในความถี่สูง โดยขยายไปสู่ช่วงเทระเฮิรตซ์
ที่สำคัญ
ทางเทคโนโลยีซึ่งวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปส่วนใหญ่ล้มเหลว การควบคุมที่แน่นหนาแม้ว่าพฤติกรรมนี้มีความสำคัญต่อการรวมกราฟีนเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นักวิจัยจำเป็นต้องสามารถควบคุมให้ได้ก่อน และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าการควบคุมดังกล่าวเป็นไปได้ ในงานใหม่นี้ พวกเขาประดิษฐ์
อุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายทรานซิสเตอร์ ซึ่งสามารถใช้แรงดันเกท (ควบคุม) ผ่านหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าได้ จากนั้นพวกเขาใช้อุปกรณ์เพื่อส่งสัญญาณ THz ความถี่สูงพิเศษและวิเคราะห์ว่าความถี่ของสัญญาณเหล่านี้แปลงเป็นฟังก์ชันของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้อย่างไร ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด นักวิจัยสังเกต
ว่าการตอบสนองแบบไม่เชิงเส้นที่แข็งแกร่งตามปกติของกราฟีนเกือบจะหายไป ด้วยการเพิ่มหรือลดแรงดันควบคุมเล็กน้อยจากค่าวิกฤตนี้เพียงไม่กี่โวลต์ พวกเขาพบว่ามันสามารถทำให้วัสดุไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมากได้อีกครั้ง เมื่อพวกเขากำหนดแรงดันเกตที่เหมาะสมที่สุดแล้ว พวกเขาแสดงให้เห็นว่า
สามารถปรับเปลี่ยนความแรงและส่วนประกอบความถี่ของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ THz ที่ส่งและรีส่งได้มากถึงสองลำดับความสำคัญ ลิงค์ขาดหายไปกล่าวว่าความสามารถในการควบคุมความไม่เชิงเส้นของกราฟีนด้วยวิธีง่ายๆ ดังกล่าวคือ “ลิงค์ที่ขาดหายไป” สำหรับการใช้วัสดุในการประมวลผลสัญญาณไฟฟ้า
อธิบาย
ต่อไปว่ากราฟีนยังเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบกับเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงพิเศษที่มีอยู่ และการปรับสัญญาณสัญญาณ “ด้วยผลงานชิ้นนี้ เราได้บรรลุหลักชัยสำคัญบนเส้นทางสู่การใช้กราฟีนเป็นวัสดุควอนตัมเชิงฟังก์ชันแบบไม่เชิงเส้นที่มีประสิทธิภาพสูงในอุปกรณ์ต่างๆ
ความแตกต่างกับทฤษฎีความกลมกลืนระหว่างทฤษฎีและการทดลองไม่นาน สำหรับความตกตะลึงของพลังค์ การทดลองที่ดำเนินการในเบอร์ลินแสดงให้เห็นว่ากฎไม่ได้อธิบายสเปกตรัมที่ความถี่ต่ำมากอย่างถูกต้อง มีบางอย่างผิดพลาด และพลังค์ต้องกลับไปที่โต๊ะของเขาเพื่อพิจารณาใหม่ว่าทำไมรากศัพท์
พื้นฐานที่ดูเหมือนจะให้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง สำหรับเขาแล้ว ดูเหมือนว่าปัญหาจะอยู่ที่คำจำกัดความของค่าเอนโทรปีของออสซิลเลเตอร์ ด้วยการแสดงออกที่แก้ไขสำหรับเอนโทรปีของออสซิลเลเตอร์ตัวเดียว พลังค์ได้รับกฎการกระจายใหม่ที่เขานำเสนอในที่ประชุมของสมาคมกายภาพแห่งเยอรมนี
เมื่อวันที่ 19 ตุลาคม พ.ศ. 2443 การกระจายสเปกตรัมถูกกำหนดเป็น ซึ่งใกล้เคียงกับกฎที่ความถี่ค่อนข้างสูง ที่น่าสนใจกว่านั้น กฎการแผ่รังสีของพลังค์เวอร์ชันแรกอันเลื่องชื่อนี้ยังตกลงอย่างสมบูรณ์แบบกับสเปกตรัมการทดลองในย่านอินฟราเรดความถี่ต่ำ แม้ว่าจะรวมค่าคงที่bที่พลังค์เชื่อว่าเป็นพื้นฐาน
ของมัน พื้นฐานในการหาปริมาณพลังงาน แทบไม่มีใครสังเกตเห็น นักฟิสิกส์เพียงไม่กี่คนแสดงความสนใจในการหาเหตุผลของสูตรของพลังค์ และในช่วงสองสามปีแรกของศตวรรษที่ 20 ไม่มีใครคิดว่าผลลัพธ์ของเขาขัดแย้งกับรากฐานของฟิสิกส์คลาสสิก สำหรับพลังค์เอง เขาพยายามอย่างหนัก
เพื่อรักษาทฤษฎีของเขาไว้บนพื้นฐานที่มั่นคงของฟิสิกส์คลาสสิกที่เขารักมาก แต่การเปลี่ยนแปลงที่ตามมาจากbเป็นhเป็นมากกว่าแค่การเขียนซ้ำ การได้มาของพลังค์ไม่ได้ใช้ประโยชน์จากการวัดปริมาณพลังงานและไม่ได้อาศัยการตีความความน่าจะเป็นของเอนโทรปี
ในอีกสามปีถัดมาพลังค์เชื่อมั่นว่าทฤษฎีควอนตัมเป็นจุดเริ่มต้นของบทใหม่ในประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์ และในแง่นี้ มีลักษณะเป็นการปฏิวัติ “สมมติฐานของควอนตั้มจะไม่มีวันหายไปจากโลก” เขาประกาศอย่างภาคภูมิใจในการบรรยายปี 1911 “ผมไม่เชื่อว่าผมจะไปไกลเกินไปหากผมแสดงความเห็นว่า
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
