გრაფენი უკვე ცნობილია იმით, რომ წარმოუდგენლად ძლიერია, მიუხედავად იმისა, რომ მხოლოდ ერთი ატომის სისქეა. მაშ, როგორ შეიძლება მისი კიდევ უფრო გაძლიერება? რა თქმა უნდა, ალმასის ფურცლებად გადაქცევით. სამხრეთ კორეის მკვლევარებმა ახლა შეიმუშავეს ახალი მეთოდი გრაფენის გადაქცევის უწვრილეს ბრილიანტის ფენებად, მაღალი წნევის გამოყენების გარეშე.
გრაფენი, გრაფიტი და ბრილიანტი მზადდება ერთი და იგივე მასალისგან - ნახშირბადისგან - მაგრამ განსხვავება ამ მასალებს შორის არის ის, თუ როგორ არის განლაგებული და ერთმანეთთან დაკავშირებული ნახშირბადის ატომები. გრაფენი არის ნახშირბადის ფურცელი, რომლის სისქე მხოლოდ ერთი ატომია, მათ შორის ჰორიზონტალურად ძლიერი ბმა. გრაფიტი შედგება გრაფენის ფურცლებისგან, რომლებიც ერთმანეთზეა დაწყობილი, ყოველ ფურცელში ძლიერი ბმებია, მაგრამ სუსტიები აკავშირებენ სხვადასხვა ფურცლებს. ალმასში კი ნახშირბადის ატომები უფრო მჭიდროდ არის დაკავშირებული სამ განზომილებაში, რაც წარმოუდგენლად მყარ მასალას ქმნის.
როდესაც გრაფენის ფენებს შორის ბმები გაძლიერდება, ის შეიძლება გახდეს ალმასის 2D ფორმა, რომელიც ცნობილია როგორც დიამანი. პრობლემა ის არის, რომ ამის გაკეთება ჩვეულებრივ ადვილი არ არის. ერთი გზა მოითხოვს უკიდურესად მაღალ წნევას და როგორც კი ეს წნევა მოიხსნება, მასალა ბრუნდება გრაფენში. სხვა კვლევებმა დაამატა წყალბადის ატომები გრაფენს, მაგრამ ეს ართულებს ბმების კონტროლს.
ახალი კვლევისთვის, საბაზისო მეცნიერების ინსტიტუტის (IBS) და ულსანის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ეროვნული ინსტიტუტის (UNIST) მკვლევარებმა წყალბადი შეცვალეს ფტორში. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ ორფენიანი გრაფენის ფტორთან ზემოქმედებით, ის აახლოებს ორ ფენას ერთმანეთთან და ქმნის მათ შორის უფრო ძლიერ კავშირებს.
გუნდმა დაიწყო ორშრიანი გრაფენის შექმნით ქიმიური ორთქლის დეპონირების აპრობირებული მეთოდის გამოყენებით (CVD), სპილენძისა და ნიკელისგან დამზადებულ სუბსტრატზე. შემდეგ მათ გრაფენი გამოავლინეს ქსენონის დიფტორიდის ორთქლებთან. ამ ნარევში ფტორი ეწებება ნახშირბადის ატომებს, აძლიერებს კავშირებს გრაფენის ფენებს შორის და ქმნის ფტორირებული ალმასის ულტრა თხელი ფენას, რომელიც ცნობილია როგორც F-დიამანი.
ახალი პროცესი ბევრად უფრო მარტივია, ვიდრე სხვები, რამაც უნდა გააადვილოს მისი მასშტაბირება. ალმასის ულტრა თხელი ფურცლები შეიძლება გახდეს უფრო ძლიერი, პატარა და მოქნილი ელექტრონული კომპონენტები, განსაკუთრებით, როგორც ფართო უფსკრული ნახევარგამტარი.
„ფტორირების ეს მარტივი მეთოდი მუშაობს ოთახის მახლობლად ტემპერატურაზე და დაბალ წნევაზე, პლაზმის ან გაზის გააქტიურების მექანიზმების გამოყენების გარეშე, რაც ამცირებს დეფექტების შექმნის შესაძლებლობას“, - ამბობს კვლევის პირველი ავტორი პაველ ვ. ბახარევი.
გამოქვეყნების დრო: აპრ-24-2020