Графен ужо вядомы сваёй неверагоднай трываласцю, нягледзячы на тое, што мае таўшчыню ўсяго ў адзін атам. Такім чынам, як зрабіць яго яшчэ больш моцным? Ператварыўшы яго ў алмазныя лісты, вядома. Даследчыкі з Паўднёвай Карэі распрацавалі новы метад пераўтварэння графена ў найтанчэйшыя алмазныя плёнкі без выкарыстання высокага ціску.
Графен, графіт і алмаз зроблены з аднаго і таго ж рэчыва - вугляроду, але розніца паміж гэтымі матэрыяламі заключаецца ў тым, як атамы вугляроду размешчаны і злучаны разам. Графен - гэта ліст вугляроду таўшчынёй усяго ў адзін атам з моцнымі сувязямі паміж імі па гарызанталі. Графіт складаецца з лістоў графена, складзеных адзін на аднаго, з моцнымі сувязямі ўнутры кожнага ліста, але слабымі, якія злучаюць розныя лісты. А ў алмазе атамы вугляроду значна мацней звязаны ў трох вымярэннях, ствараючы неверагодна цвёрды матэрыял.
Калі сувязі паміж пластамі графена ўмацоўваюцца, ён можа стаць двухмернай формай алмаза, вядомай як дыяман. Праблема ў тым, што гэта звычайна няпроста зрабіць. Адзін са спосабаў патрабуе вельмі высокага ціску, і як толькі гэты ціск здымаецца, матэрыял ператвараецца назад у графен. Іншыя даследаванні дадавалі атамы вадароду ў графен, але гэта ўскладняе кантроль сувязей.
Для новага даследавання даследчыкі з Інстытута фундаментальных навук (IBS) і Ульсанскага нацыянальнага інстытута навукі і тэхналогій (UNIST) замянілі вадарод на фтор. Ідэя заключаецца ў тым, што падвяргаючы двухслойны графен уздзеянню фтору, ён збліжае два пласта, ствараючы паміж імі больш трывалыя сувязі.
Каманда пачала са стварэння двухслойнага графена з выкарыстаннем праверанага метаду хімічнага асаджэння з паравай фазы (CVD) на падкладку з медзі і нікеля. Затым яны падвяргалі графен ўздзеянню пароў дыфтарыду ксенону. Фтор у гэтай сумесі прыліпае да атамаў вугляроду, умацоўваючы сувязі паміж пластамі графена і ствараючы звыштонкі пласт фтарыраванага алмаза, вядомага як F-дыяман.
Новы працэс нашмат прасцейшы за іншыя, што павінна зрабіць яго адносна лёгкім для пашырэння. Ультратонкія алмазныя лісты могуць зрабіць для больш трывалых, меншых і больш гнуткіх электронных кампанентаў, асабліва ў якасці шыроказоннага паўправадніка.
«Гэты просты метад фтаравання працуе пры тэмпературы, блізкай да пакаёвай, і пад нізкім ціскам без выкарыстання плазмы або любых механізмаў актывацыі газу, такім чынам, зніжае магчымасць стварэння дэфектаў», - кажа Павел В. Бахараў, першы аўтар даследавання.
Час публікацыі: 24 красавіка 2020 г