Physics World-də qeydiyyatdan keçdiyiniz üçün təşəkkür edirik. Əgər məlumatlarınızı istənilən vaxt dəyişmək istəyirsinizsə, lütfən, Hesabıma daxil olun
Qrafit filmləri elektron cihazları elektromaqnit (EM) radiasiyasından qoruya bilər, lakin onların istehsalı üçün mövcud üsullar bir neçə saat çəkir və təxminən 3000 °C emal temperaturu tələb edir. Çin Elmlər Akademiyasının Shenyang Milli Material Elm Laboratoriyasından olan tədqiqatçılar qrupu indi nikel folqasının isti zolaqlarını etanolda söndürməklə bir neçə saniyə ərzində yüksək keyfiyyətli qrafit filmləri hazırlamağın alternativ yolunu nümayiş etdirib. Bu filmlərin böyümə sürəti mövcud üsullarla müqayisədə iki dəfədən çox böyükdür və plyonkaların elektrik keçiriciliyi və mexaniki möhkəmliyi kimyəvi buxar çöküntüsündən (CVD) istifadə edərək hazırlanmış filmlərinkinə bərabərdir.
Bütün elektron cihazlar müəyyən EM radiasiya istehsal edir. Cihazlar getdikcə kiçikləşdikcə və daha yüksək və daha yüksək tezliklərdə işlədikcə, elektromaqnit müdaxiləsi (EMI) potensialı artır və bu, cihazın, eləcə də yaxınlıqdakı elektron sistemlərin işinə mənfi təsir göstərə bilər.
Van der Waals qüvvələri tərəfindən bir yerdə saxlanılan qrafen təbəqələrindən qurulmuş karbon allotropu olan qrafit, onu EMI-yə qarşı effektiv qalxan edən bir sıra əlamətdar elektrik, istilik və mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir. Bununla belə, yüksək elektrik keçiriciliyinə malik olması üçün çox nazik bir film şəklində olmalıdır ki, bu da praktiki EMI tətbiqləri üçün vacibdir, çünki bu, materialın içərisindəki yük daşıyıcıları ilə qarşılıqlı əlaqədə olan EM dalğalarını əks etdirə və udmaq deməkdir. o.
Hazırda qrafit plyonkasının hazırlanmasının əsas yolları aromatik polimerlərin yüksək temperaturda pirolizindən və ya qrafen (GO) oksidi və ya qrafen nano vərəqlərinin qat-qat yığılmasını əhatə edir. Hər iki proses təxminən 3000 °C yüksək temperatur və bir saatlıq emal müddəti tələb edir. CVD-də tələb olunan temperaturlar daha aşağıdır (700 ilə 1300 °C arasında), lakin vakuumda belə nanometr qalınlığında filmlər hazırlamaq bir neçə saat çəkir.
Wencai Renin rəhbərlik etdiyi komanda indi nikel folqanı arqon atmosferində 1200 °C-ə qədər qızdırmaqla və sonra bu folqanı 0 °C-də sürətlə etanola batırmaqla bir neçə saniyə ərzində onlarla nanometr qalınlığında yüksək keyfiyyətli qrafit plyonka istehsal etmişdir. Etanolun parçalanması nəticəsində yaranan karbon atomları metalın yüksək karbon həlli (1200 °C-də 0,4 ağırlıq %) sayəsində diffuz olur və nikeldə həll olur. Aşağı temperaturda bu karbonun həllolma qabiliyyəti əhəmiyyətli dərəcədə azaldığından, karbon atomları sonradan söndürmə zamanı nikel səthindən ayrılır və çökür və qalın qrafit filmi əmələ gətirir. Tədqiqatçılar bildirirlər ki, nikelin əla katalitik fəaliyyəti də yüksək kristal qrafitin əmələ gəlməsinə kömək edir.
Ren və həmkarları yüksək ayırdetməli ötürücü mikroskopiya, rentgen difraksiyası və Raman spektroskopiyasının birləşməsindən istifadə edərək, onların istehsal etdikləri qrafitin geniş ərazilərdə yüksək kristallıq olduğunu, yaxşı laylı olduğunu və heç bir görünən qüsuru olmadığını aşkar etdilər. Filmin elektron keçiriciliyi CVD və ya yüksək temperatur texnikaları və GO/qrafen filmlərinin preslənməsi ilə yetişdirilən filmlərə bənzər 2,6 x 105 S/m kimi yüksək idi.
Materialın EM radiasiyasını nə qədər yaxşı maneə törədə biləcəyini yoxlamaq üçün komanda 600 mm2 səth sahəsi olan filmləri polietilen tereftalatdan (PET) hazırlanmış substratlara köçürdü. Daha sonra onlar filmin EMI ekranlama effektivliyini (SE) X diapazonlu tezlik diapazonunda, 8,2 və 12,4 GHz arasında ölçdülər. Təxminən 77 nm qalınlığında bir film üçün 14,92 dB-dən çox EMI SE tapdılar. Daha çox filmi bir yerə yığdıqda bu dəyər bütün X diapazonunda 20 dB-dən çox (kommersiya tətbiqləri üçün tələb olunan minimum dəyər) artır. Həqiqətən, beş ədəd yığılmış qrafit plyonkadan (ümumilikdə təqribən 385 nm qalınlığında) ibarət bir filmin EMI SE-si təxminən 28 dB-dir ki, bu da materialın 99,84% hadisə radiasiyasının qarşısını ala biləcəyini bildirir. Ümumilikdə, komanda X diapazonu boyunca 481.000 dB/sm2/g EMI ekranını ölçərək, əvvəllər bildirilmiş bütün sintetik materiallardan üstün olub.
Tədqiqatçılar bildirirlər ki, bildikləri qədər onların qrafit filmi kommersiya tətbiqləri üçün tələbləri ödəyə bilən EMI qoruyucu performansı ilə bildirilən qoruyucu materiallar arasında ən nazikidir. Onun mexaniki xüsusiyyətləri də əlverişlidir. Materialın qırılma gücü təxminən 110 MPa (polikarbonat dayağına yerləşdirilən materialın gərginlik-deformasiya əyrilərindən çıxarılır) digər üsullarla yetişdirilmiş qrafit filmlərdən daha yüksəkdir. Film də elastikdir və EMI qoruyucu xüsusiyyətlərini itirmədən 5 mm əyilmə radiusu ilə 1000 dəfə əyilə bilər. Həm də 550 °C-ə qədər termal dayanıqlıdır. Komanda hesab edir ki, bu və digər xüsusiyyətlər onun aerokosmik, elektronika və optoelektronika da daxil olmaqla bir çox sahələrdə tətbiqlər üçün ultra nazik, yüngül, çevik və effektiv EMI qoruyucu material kimi istifadə oluna biləcəyini bildirir.
Bu yeni açıq giriş jurnalında material elmindəki ən əhəmiyyətli və maraqlı nailiyyətləri oxuyun.
Fizika Dünyası IOP Nəşriyyatının dünya səviyyəli tədqiqat və innovasiyaları mümkün qədər geniş auditoriyaya çatdırmaq missiyasının əsas hissəsini təmsil edir. Veb sayt qlobal elmi ictimaiyyət üçün onlayn, rəqəmsal və çap məlumat xidmətləri toplusundan ibarət olan Fizika Dünyası portfelinin bir hissəsini təşkil edir.
Göndərmə vaxtı: 07 may 2020-ci il