Графенът вече е известен с това, че е невероятно силен, въпреки че е с дебелина само един атом. И така, как може да стане още по-силен? Като го превърнем в листове диаманти, разбира се. Изследователи в Южна Корея вече са разработили нов метод за превръщане на графен в най-тънките диамантени филми, без да се налага да се използва високо налягане.
Графенът, графитът и диамантът са направени от едно и също вещество – въглерод – но разликата между тези материали е как въглеродните атоми са подредени и свързани заедно. Графенът е лист въглерод с дебелина само един атом, със силни връзки между тях хоризонтално. Графитът се състои от графенови листове, подредени един върху друг, със силни връзки във всеки лист, но слаби, свързващи различни листове. А в диаманта въглеродните атоми са много по-силно свързани в три измерения, създавайки невероятно твърд материал.
Когато връзките между слоевете графен се заздравят, той може да се превърне в 2D форма на диамант, известен като диаман. Проблемът е, че това обикновено не е лесно да се направи. Един от начините изисква изключително високо налягане и веднага щом това налягане бъде премахнато, материалът се връща обратно в графен. Други изследвания са добавили водородни атоми към графена, но това затруднява контрола на връзките.
За новото проучване изследователи от Института за фундаментални науки (IBS) и Националния институт за наука и технологии в Улсан (UNIST) замениха водорода с флуор. Идеята е, че чрез излагане на двуслоен графен на флуор, той сближава двата слоя, създавайки по-силни връзки между тях.
Екипът започна със създаването на двуслоен графен, използвайки изпитания метод на химическо отлагане на пари (CVD) върху субстрат, направен от мед и никел. След това те изложиха графена на изпарения от ксенонов дифлуорид. Флуорът в тази смес се придържа към въглеродните атоми, укрепвайки връзките между графеновите слоеве и създавайки ултратънък слой от флуориран диамант, известен като F-диаман.
Новият процес е много по-прост от другите, което би трябвало да го направи сравнително лесен за увеличаване. Ултратънките диамантени листове могат да направят по-здрави, по-малки и по-гъвкави електронни компоненти, особено като полупроводник с широка междина.
„Този прост метод на флуориране работи при температура, близка до стайната, и под ниско налягане, без използването на плазма или каквито и да било механизми за активиране на газ, следователно намалява възможността за създаване на дефекти“, казва Павел В. Бахарев, първи автор на изследването.
Време за публикуване: 24 април 2020 г