Easy Bug
17th December 2011, 04:25 PM
پژوهشگران موفق شدهاند دستگاهي براي اندازهگيري مقدار مغناطيسي كردن يك ماده بسازند. در اين دستگاه از گرافن بهعنوان حسگر استفاده شده است.
از آنجايي كه يك مولكول مغناطيسي داراي محدوديتهاي كمتري براي پردازش اطلاعات است، بنابراين حوزه مغناطيسهاي تك مولكولي اهميت بسياري دارد. از سويي ديگر تك مولكولهاي مغناطيسي قادرند يك بيت اطلاعات را در فضايي بسيار كوچك جاي دهند. بنابراين اين مواد در اسپينترونيك نيز اهميت زيادي دارند. با اين حال براي استفاده از آنها بايد راهي براي اندازهگيري مقدار مغناطيسي كردن اين مواد يافت، كاري كه تاكنون انجام نشده است.
راهبرد رايج براي اين كار آن است كه تك مولكول را در ميان دو الكترود قرار داد و جريان الكتريكي از آن عبور داد. هر چند اين راهبرد ممكن است اجرايي باشد اما احتمال بروز اختلال در برخي خواص تك مولكول نيز وجود دارد. يك تيم تحقيقاتي اروپايي موفق به طراحي نانودستگاهي اسپينترونيك و هيبريدي شده است كه با استفاده از حسگرهاي جفت شده با مولكول ميتوان حالت مولكول را بهصورت غير مستقيم اندازه بگيرد.
آندره كانديني، از محققان مركز نانوسايز cnr ايتاليا، ميگويد: «ما توانستهايم مقادير بسيار كوچك از سيگنالهاي مغناطيسي، حتي تا سطح تك مولكول را، اندازهگيري كنيم. براي اين كار، ما از يك حسگر ساخته شده از نانوساختارهاي گرافني عاملدار و مولكولهاي مغناطيسي استفاده كرديم. در اين دستگاه، حالت مغناطيسي مولكول با اندازه گيري جريان عبوري از ورقه گرافن بهدست ميآيد». اين اولين باري است كه چنين سيگنالهاي بسيار ضعيفي قابل اندازه گيري است، سيگنالي كه از مقدار ركورد پيشين 100 برابر كوچكتر است.
در اين پروژه كه با همكاري محققاني از مركز cnrs فرانسه و موسسه فناوري كارلسرو آلمان انجام شده است، از ورقه گرافن بهصورت تار عنكبوت جهت بهدام انداختن مولكولها و شناسايي مقدار مغناطيسي شدن آنها استفاده شده است.
آندره كانديني ميگويد: «ما از گرافن بهعنوان ماده حسگر بهره جستيم. وقتي مولكول مغناطيسي با آن برخورد ميكند مقدار تغيير هدايت گرافن متناسب با مقدار مغناطيسي كردن آن مولكول است. ما اين پروژه را قدم به قدم انجام داديم. اين كه ياد بگيريم چگونه هر جز از دستگاه را چگونه بسازيم، كاري بسي دشوار بوده است. ساخت هر بخش بسيار زمان بر بود بههمين دليل ساخت كامل دستگاه زمان طولاني نياز داشت».
براي ساخت اين دستگاه محققان ابتدا مولكولهاي مناسبي را سنتز كرده تا روي گرافن قرار دهند. در گام بعد اين ورقههاي گرافني با استفاده از ليتوگرافي پرتو الكتروني بههم پيوند زده ميشوند، سپس اين سيستم در معرض پلاسماي اكسيژن قرار ميگيرد. در پايان براي كاهش مقدار نويز، فرآيند اندازه گيري الكتريكي در دماي بسيار پايين انجام ميگيرد.
از آنجايي كه يك مولكول مغناطيسي داراي محدوديتهاي كمتري براي پردازش اطلاعات است، بنابراين حوزه مغناطيسهاي تك مولكولي اهميت بسياري دارد. از سويي ديگر تك مولكولهاي مغناطيسي قادرند يك بيت اطلاعات را در فضايي بسيار كوچك جاي دهند. بنابراين اين مواد در اسپينترونيك نيز اهميت زيادي دارند. با اين حال براي استفاده از آنها بايد راهي براي اندازهگيري مقدار مغناطيسي كردن اين مواد يافت، كاري كه تاكنون انجام نشده است.
راهبرد رايج براي اين كار آن است كه تك مولكول را در ميان دو الكترود قرار داد و جريان الكتريكي از آن عبور داد. هر چند اين راهبرد ممكن است اجرايي باشد اما احتمال بروز اختلال در برخي خواص تك مولكول نيز وجود دارد. يك تيم تحقيقاتي اروپايي موفق به طراحي نانودستگاهي اسپينترونيك و هيبريدي شده است كه با استفاده از حسگرهاي جفت شده با مولكول ميتوان حالت مولكول را بهصورت غير مستقيم اندازه بگيرد.
آندره كانديني، از محققان مركز نانوسايز cnr ايتاليا، ميگويد: «ما توانستهايم مقادير بسيار كوچك از سيگنالهاي مغناطيسي، حتي تا سطح تك مولكول را، اندازهگيري كنيم. براي اين كار، ما از يك حسگر ساخته شده از نانوساختارهاي گرافني عاملدار و مولكولهاي مغناطيسي استفاده كرديم. در اين دستگاه، حالت مغناطيسي مولكول با اندازه گيري جريان عبوري از ورقه گرافن بهدست ميآيد». اين اولين باري است كه چنين سيگنالهاي بسيار ضعيفي قابل اندازه گيري است، سيگنالي كه از مقدار ركورد پيشين 100 برابر كوچكتر است.
در اين پروژه كه با همكاري محققاني از مركز cnrs فرانسه و موسسه فناوري كارلسرو آلمان انجام شده است، از ورقه گرافن بهصورت تار عنكبوت جهت بهدام انداختن مولكولها و شناسايي مقدار مغناطيسي شدن آنها استفاده شده است.
آندره كانديني ميگويد: «ما از گرافن بهعنوان ماده حسگر بهره جستيم. وقتي مولكول مغناطيسي با آن برخورد ميكند مقدار تغيير هدايت گرافن متناسب با مقدار مغناطيسي كردن آن مولكول است. ما اين پروژه را قدم به قدم انجام داديم. اين كه ياد بگيريم چگونه هر جز از دستگاه را چگونه بسازيم، كاري بسي دشوار بوده است. ساخت هر بخش بسيار زمان بر بود بههمين دليل ساخت كامل دستگاه زمان طولاني نياز داشت».
براي ساخت اين دستگاه محققان ابتدا مولكولهاي مناسبي را سنتز كرده تا روي گرافن قرار دهند. در گام بعد اين ورقههاي گرافني با استفاده از ليتوگرافي پرتو الكتروني بههم پيوند زده ميشوند، سپس اين سيستم در معرض پلاسماي اكسيژن قرار ميگيرد. در پايان براي كاهش مقدار نويز، فرآيند اندازه گيري الكتريكي در دماي بسيار پايين انجام ميگيرد.