Grafeen is reeds daarvoor bekend dat dit ongelooflik sterk is, al is dit net een atoom dik. So hoe kan dit nog sterker gemaak word? Deur dit natuurlik in velle diamante te verander. Navorsers in Suid-Korea het nou 'n nuwe metode ontwikkel om grafeen in die dunste diamantfilms om te skakel, sonder om hoë druk te gebruik.
Grafeen, grafiet en diamant is almal gemaak van dieselfde goed – koolstof – maar die verskil tussen hierdie materiale is hoe die koolstofatome gerangskik en aan mekaar gebind is. Grafeen is 'n vel koolstof wat net een atoom dik is, met sterk bindings horisontaal tussen hulle. Grafiet bestaan uit grafeenvelle wat bo-op mekaar gestapel is, met sterk bindings binne elke vel maar swak wat verskillende velle verbind. En in diamant is die koolstofatome baie sterker gekoppel in drie dimensies, wat 'n ongelooflike harde materiaal skep.
Wanneer die bindings tussen lae grafeen versterk word, kan dit 'n 2D-vorm van diamant word wat bekend staan as diamane. Die probleem is dat dit gewoonlik nie maklik is om te doen nie. Een manier vereis uiters hoë druk, en sodra daardie druk verwyder word, keer die materiaal terug na grafeen. Ander studies het waterstofatome by die grafeen gevoeg, maar dit maak dit moeilik om die bindings te beheer.
Vir die nuwe studie het navorsers by die Instituut vir Basiese Wetenskap (IBS) en die Ulsan Nasionale Instituut vir Wetenskap en Tegnologie (UNIST) waterstof vir fluoor verruil. Die idee is dat deur dubbellaaggrafeen aan fluoor bloot te stel, dit die twee lae nader aan mekaar bring, wat sterker bindings tussen hulle skep.
Die span het begin deur tweelaag-grafeen te skep deur gebruik te maak van die beproefde metode van chemiese dampneerslag (CVD), op 'n substraat gemaak van koper en nikkel. Toe het hulle die grafeen aan dampe van xenondifluoried blootgestel. Die fluoor in daardie mengsel kleef aan die koolstofatome, wat bindings tussen grafeenlae versterk en 'n ultradun laag gefluoreerde diamant skep, bekend as F-diamane.
Die nuwe proses is baie eenvoudiger as ander, wat dit relatief maklik moet maak om op te skaal. Ultradun velle diamante kan vir sterker, kleiner en meer buigsame elektroniese komponente sorg, veral as 'n wye-gaping halfgeleier.
"Hierdie eenvoudige fluoreringsmetode werk by kamertemperatuur en onder lae druk sonder die gebruik van plasma of enige gasaktiveringsmeganismes, en verminder dus die moontlikheid om defekte te skep," sê Pavel V. Bakharev, eerste skrywer van die studie.
Postyd: 24-Apr-2020