Spas ji bo qeydkirina we li Physics World Heke hûn dixwazin her gav hûrguliyên xwe biguhezînin, ji kerema xwe biçin hesabê Min
Fîlmên grafîtê dikarin amûrên elektronîkî ji tîrêjên elektromagnetîk (EM) biparêzin, lê teknîkên heyî ji bo çêkirina wan çend demjimêran digirin û germahiya pêvajoyê li dora 3000 °C hewce dike. Tîmek lêkolîner ji Laboratûwara Neteweyî ya Shenyang ji bo Zanistiya Materyalê li Akademiya Zanistî ya Chineseînî naha rêyek alternatîf a çêkirina fîlimên grafît ên bi kalîte tenê di çend saniyan de bi vemirandina çîpên germ ên pelika nîkelê di etanolê de destnîşan kir. Rêjeya mezinbûnê ji bo van fîliman ji du rêzikên mezinbûnê ji yên rêbazên heyî zêdetir e, û guheztina elektrîkî û hêza mekanîkî ya fîliman li gorî yên fîlimên ku bi karanîna hilanîna vapora kîmyewî (CVD) hatine çêkirin, ne.
Hemî amûrên elektronîkî hin tîrêjên EM hilberînin. Her ku cîhaz her ku diçe piçûktir dibin û li frekansên bilind û bilindtir dixebitin, potansiyela destwerdana elektromagnetîk (EMI) mezin dibe, û dikare bandorek neyînî li performansa cîhazê û hem jî ya pergalên elektronîkî yên nêzîk bike.
Grafît, alotropeke karbonê ye ku ji tebeqeyên grafenê yên ku ji hêla hêzên van der Waals ve bi hev ve hatine girtin, hatî çêkirin, xwedan hejmarek taybetmendiyên elektrîkî, termal û mekanîkî yên berbiçav e ku wê li dijî EMI mertalek bi bandor dike. Lêbelê, pêdivî ye ku ew di forma fîlimek pir zirav de be ji bo ku ew xwedan guheztinek elektrîkî ya bilind be, ku ev ji bo sepanên EMI-ya pratîkî girîng e ji ber ku ev tê vê wateyê ku materyal dikare pêlên EM-ê ronî bike û bikişîne gava ku ew bi barkêşên hundurîn re têkilî didin. ew.
Heya nuha, awayên sereke yên çêkirina fîlima grafît an pîrolîza germahiya bilind a polîmerên aromatîkî an jî berhevkirina oksîdê grafene (GO) an nanopelên grafen qat bi qat vedihewîne. Her du pêvajo jî germahiyên bilind ên li dora 3000 °C û demên pêvajoyê saetek hewce dike. Di CVD de, germahiyên pêwîst kêmtir in (di navbera 700 û 1300 °C de), lê çêkirina fîlimên qalind ên nanometre jî çend demjimêran dikişîne, tewra di valahiyê de.
Tîmek bi serokatiya Wencai Ren naha di nav çend saniyan de fîlima grafîtê ya bi qalîteya bilind bi dehan nanometre stûr hildiberîne bi germkirina pelika nîkelê heya 1200 °C di atmosferek argon de û dûv re bi lez û bez vê foilê di etanolê de di 0 °C de davêje. Atomên karbonê yên ku ji perçebûna etanolê têne hilberandin, bi saya helbûna karbonê ya zêde ya metalê (0,4% wt li 1200 °C) belav dibin û di nîkelê de dihelin. Ji ber ku ev helbûna karbonê di germahiya nizm de pir kêm dibe, atomên karbonê di dûv re di dema qutbûnê de ji rûyê nîkelê vediqetin û diherikin, fîlimek grafît a qalind çêdikin. Lekolînwan radigihînin ku çalakiya katalîtîk a hêja ya nîkelê di avakirina grafîtek pir krîstal de jî dibe alîkar.
Bi karanîna tevliheviya mîkroskopiya veguheztina bi rezîliya bilind, perçebûna tîrêjê X û spektroskopiya Raman, Ren û hevkarên xwe dîtin ku grafît ku wan hilberandin li ser deverên mezin pir krîstal bû, baş qatkirî bû û tu kêmasiyên xuyayî tê de tune bûn. Germahiya elektronê ya fîlimê bi qasî 2,6 x 105 S/m bû, dişibihe fîlimên ku ji hêla CVD an teknîkên germahiya bilind ve têne mezin kirin û zexta fîlimên GO/grafene.
Ji bo ceribandina ka çiqas materyal dikare tîrêjên EM-ê asteng bike, tîmê fîlimên bi rûbera 600 mm2 veguheztin ser substratên ji polîetîlen terefthalate (PET) hatine çêkirin. Dûv re wan bandora parastina EMI ya fîlimê (SE) di rêza frekansa X-band de, di navbera 8.2 û 12.4 GHz de pîvandin. Wan EMI SE ji 14,92 dB zêdetir ji bo fîlimek bi qasî 77 nm stûr dîtin. Ev nirx di tevahiya X-bandê de ji 20 dB (herî kêm nirxa ku ji bo sepanên bazirganî hewce dike) zêdetir dibe dema ku wan bêtir fîlim li hev kom dikin. Bi rastî, fîlimek ku ji pênc perçeyên fîlimên grafîtê yên xêzkirî pêk tê (bi tevahî bi qasî 385 nm stûr) xwedan EMI SE-ya dora 28 dB ye, ku tê vê wateyê ku materyal dikare% 99,84 tîrêjên bûyerê asteng bike. Bi tevayî, tîmê mertalek EMI ya 481,000 dB/cm2/g li seranserê X-bandê pîva, ku ji hemî materyalên sentetîk ên berê hatine ragihandin derbas dibe.
Lekolînwan dibêjin ku li gorî zanyariyên wan çêtirîn, fîlima wan a grafîtê di nav materyalên parastinê yên raporkirî de herî zirav e, bi performansek parastinê ya EMI-yê ku dikare hewcedariya serîlêdanên bazirganî têr bike. Taybetmendiyên wê yên mekanîkî jî xweş in. Hêza şikestî ya materyalê bi qasî 110 MPa (ji kêşeyên stres-çengê yên materyalê yên ku li ser pişta polîkarbonat têne derxistin) ji ya fîlimên grafît ên ku bi rêbazên din têne mezin kirin mezintir e. Fîlm di heman demê de maqûl e, û dikare 1000 carî bi tîrêjek guheztinê ya 5 mm were xwar kirin bêyî ku taybetmendiyên xwe yên parastinê EMI winda bike. Di heman demê de heya 550 °C ji hêla germî ve jî stabîl e. Tîm bawer dike ku ev û taybetmendiyên din tê vê wateyê ku ew dikare wekî materyalek parastinê ya EMI-ya pir-tenik, sivik, maqûl û bi bandor ji bo serîlêdanên li gelek deveran, di nav de asmanî û hem jî elektronîk û optoelektronîk were bikar anîn.
Di vê kovara gihîştina vekirî ya nû de pêşkeftinên herî girîng û balkêş ên di zanistiya materyalê de bixwînin.
Physics World beşek sereke ya mîsyona Weşanxaneya IOP-ê temsîl dike ku lêkolîn û nûjeniya cîhanî ji temaşevanên herî berfireh re ragihîne. Malper beşek ji portfolioya Cîhana Fîzîkê ye, berhevokek karûbarên agahdariya serhêl, dîjîtal û çapkirî ji bo civaka zanistî ya cîhanî.
Dema şandinê: Gulan-07-2020