خانه / اخبار / ساخت باریک ترین لامپ جهان با استفاده از گرافن

ساخت باریک ترین لامپ جهان با استفاده از گرافن

گرافن ‏‎(Graphene)‎، یکی از دگرشکل های کربن است. این ماده به سخت تر بودن از فولاد و رسانا تر بودن از مس ‏شهرت دارد. حالا یک ویژگی دیگر هم به این لیست شگفت انگیز اضافه شده است: تولید نور!
محققان یک ترانزیستور ساطع کننده نور ساخته اند که دقیقا مثل رشته های داخل یک لامپ کار می کند.‏
جیمز هون ‏‎(James Hone)‎، مهندس مکانیک در دانشگاه کلمبیای نیویوک ‏‎(Columbia University)‎‏ و از محققان ‏این پروژه، در بیانیه ای گفت: در اصل، ما باریک ترین لامپ جهان را ساخته ایم.‏
دانشمندان همیشه می خواستند یک لامپ بسیار کوچک بسازند و با قرار دادن آن روی یک تراشه، مدار های فوتونیک ‏‎(photonic circuits)‎‏ را ایجاد کنند. مدار هایی که به جای حریان الکتریکی با نور کار می کنند. اما دو مشکل اندازه و دما ‏همیشه آن ها را از رسیدن به هدفشان باز می داشت؛ رشته درون لامپ های رشته ای برای تولید نور مرئی باید به شدت داغ ‏شود. محققان می گویند این لامپ گرافنی جدید آن قدر کارآمد و کوچک است که تکنولوژی حاصل از آن می تواند در تولید ‏صفحه نمایش های جدید یا بررسی پدیده درجه حرارت بالا در مقیاس های کوچک به کار رود.‏

مکانیزم کار باریک ترین لامپ جهان :

عبور جریان الکتریکی از رشته درون یک لامپ رشته ای، که معمولا از جنس تنگستن است، آن را بسیار داغ و درخشان ‏می کند. الکترون ها در این ماده حرکت می کنند و به الکترون های اتم های رشته برخورد کرده و به آن ها انرژی می دهند. ‏این الکنرون ها طی فرآیند بازگشت به سطح انرژی اولیه خود، فوتون (نور) ساطع می کنند. ‏
در این پژوهش تازه، دانشمندان برای ساخت باریک ترین لامپ جهان از نوار هایی با عرض در حدود چند میکرون و طولی برابر با 6/5 تا 14 میکرون استفاده ‏کردند (هر میکرون برابر است با یک میلیونیوم متر و هر تار مو 90 میکرون ضخامت دارد). هر کدام از این نوار ها مثل ‏یک پل از سویی به سوی دیگر یک گودال سیلیکونی کشیده شده اند. به هر سر نوار گرافنی هم یک الکترود متصل شد. ‏گرافن هم درست مثل تنگستن با عبور جریان از میانش نور ساطع می کند. اما نکته ای که در این جا وجود دارد این است که ‏با افزایش حرارت گرافن، رسانایی گرمایی آن کاهش می یابد؛ یعنی برخلاف رشته تنگستنی که گرما در آن به طور ‏یکنواخت پخش می شود، گرما در نقطه ای وسط گرافن باقی می ماند.‏
میونگ هو بی ‏‎(Myung-Ho Bae)‎، یکی از نویسندگان ابن تحقیق، می گوید: گیر افتادن گرما در یک نقطه، تششع نور ‏را پربازده تر می کند. دمای الکترون های داغ در مرکز گرافن حدود 3 هزار کلوین و دمای شبکه گرافن حدود 2 هزار ‏کلوین است. این اختلاف دما باعث می شود یک نقطه داغ در مرکز نوار به وجود بیاید و بخش تششع نور در مرکز گرافن ‏متمرکز شود و در نتیجه بازده بالا تر رود. تازه باعث می شود که الکترود های دو سر گرافن ذوب نشوند. ‏

در ساختنی بخوانید :  محققان توانستند سیمان پاک تر و مقاوم تر بسازند
باریک ترین لامپ جهان از گرافن، یکی از دگرشکل های کربن، ساخته شده است.
باریک ترین لامپ جهان از گرافن، یکی از دگرشکل های کربن، ساخته شده است

یون دنیل پارک ‏‎(Yun Daniel Park)‎، از محققان اصلی این پژوهش و استاد فیزیک در دانشگاه ملی سئول ‏‎(Seoul ‎National University)‎، می گوید این اولین بار است که از گرافن نور تولید شده و معمولا این ماده به صورت جاساز شده یا ‏در تماس با یک لایه دیگر استفاده می شود.‏
پارک می گوید: تعلیق فیزیکی گرافن، مسیر های فرار گرما را از بین می برد. اگر گرافن روی یک لایه دیگر قرار بگیرد، ‏مقدار زیادی از گرما به آن لایه منتقل می شود. قبل از ما، گروه های دیگر فقط نشر اندک تششعات در ناحیه فروسرخ را از ‏گرافن گزارش داده بودند.‏
نوری که از گرافن ساطع می شد، از سطح سیلیکونی که جلوی هر قطعه آویزان بود بازتاب می کرد. این نور بازتاب شده با ‏نور ساطع شده تداخل کرده و طرحی از نشر نور با قله هایی در طول موج های مختلف تولید می کرد. این مساله یک ایده ‏جدید به محققان داد: تنظیم نور با تغییر فاصله آن تا سیلیکون.‏
پارک می گوید: قوانین کلی گرافن ساده است، اما خیلی طول کشید تا کشف شود. حدود 5 سال طول کشید تا مکانیزم دقیق و تمام ‏مسائل فیزیکی مربوط به آن را بفهمیم و پروژه یک جور هایی تبدیل شد به تخم مرغ کریستف کلمب؛ او اشاره دارد به افسانه ای ‏که در آن کریستف کلمب از گروهی از مردان خواست که اگر می توانند یک تخم مرغ را روی یک طرفش ایستاده قرار دهند. ‏هیچ کدام موفق نشدند تا این که کریستف کلمب با شکستن پوسته یک طرف تخم مرغ ته آن را صاف کرد و آن را صاف روی ‏زمین قرار داد.‏ قبلا از گرافن در ساخت جلیقه ضدگلوله و سلول سوختی هیدروژنی کارآمدتر استفاده شده بود.

در ساختنی بخوانید :  ده واقعیت جالب در مورد باتری ها

منبع

خلاصه مطلب
ساخت باریک ترین لامپ جهان با استفاده از گرافن
عنوان مطلب
ساخت باریک ترین لامپ جهان با استفاده از گرافن
توضیح کوتاه
محققان با ساخت ترانزیستور گرافنی، موفق شدند باریک ترین لامپ جهان را خلق کنند. این لامپ آن ها را یک قدم به هدف بزرگترشان، یعنی مدار های فوتونیک،نزدیک می کند.
نویسنده
ساختنی

بیشتر بخوانید:

گجت پوشیدنی که زندگی شهری را برای نابینایان آسانتر می کند... اندام های مصنوعی امروزی بسیاری از کارکردهای اندام های از دست رفته را جبران می کنند اما تکنولوژی های موجود برای غلبه بر نابینایی هنوز محدود و ناکارآمد ...
برج بدون دود هلند، تصفیه کننده هوا یک دستگاه مکنده هوا بسیار بزرگ در وسط پارکی در روتردام قرار دارد که همه دود موجود در هوا را می بلعد، یا حداقل مقدار قابل توجهی از آن را. این در واقع ی...
آینده تکنولوژی به کجا می رود؟ – (قسمت اول)... ما هر روز در ساختنی از آخرین اخبار و پیشرفت های علوم و آینده تکنولوژی می نویسیم و باور داریم چنین گزارش هایی به مخاطب ‏کمک می کند با دنیای پر سرعت امر...
چه می شد اگر گجت های پوشیدنی روی بدن انسان طراحی می شد؟... با نگاهی به بازار گجت های پوشیدنی (Wearable Gadgets) با انبوهی از انتخاب ها مواجه خواهید شد. گجت هایی هستند که شما را در ترک سیگار همراهی کرده یا مقدا...
این ربات آجرچین می تواند در 2 روز یک خانه بسازد!... بعد از مزرعه رباتیک ژاپنی این بار خبر های رباتیکی تازه از استرالیا به گوش می رسد. مهندسی در شهر پرت ‏‎(Perth)‎‏ استرالیا قصد دارد یکی از قدیمی ترین مش...
پوست الکترونیکی و دگرگونی نحوه ارتباط ما با تکنولوژی... پوست شما رابط بین مغزتان و جهان بیرون است. شاید بار ها این جمله را از دانشمندان شنیده باشید، اما پوست انسان واقعا شگفت انگیز است: بسیار حساس است، به س...

درباره نیلوفر نبی زادگان

نیلوفر نبی زادگان
نیلوفر نبی زادگان ، فارغ التحصیل رشته مهندسی سخت افزار و نویسنده وبسایت ساختنی است .

پیشنهاد می کنیم

رزبری پای ۳

رزبری پای ۳ با وای‌فای و بلوتوث داخلی و ۵۰٪ افزایش سرعت

بر کسی پوشیده نیست که ساختنی یکی از هواداران رزبری پای است ! با توجه به اینکه هنوز …

پاسخ دهید