Physics World сайтына катталганыңыз үчүн рахмат. Эгер маалыматыңызды каалаган убакта өзгөрткүңүз келсе, Менин аккаунтумга кириңиз
Графит плёнкалары электрондук аппараттарды электромагниттик (ЭМ) нурлануудан коргой алат, бирок аларды өндүрүүнүн учурдагы ыкмалары бир нече саатты талап кылат жана 3000 °C тегерегиндеги иштетүү температурасын талап кылат. Кытайдын Илимдер академиясынын Шэньяндагы материал таануу боюнча улуттук лабораториясынын изилдөөчүлөр тобу этанолдо никель фольгасынын ысык тилкелерин өчүрүү аркылуу бир нече секунданын ичинде жогорку сапаттагы графит пленкаларын жасоонун альтернативалуу жолун көрсөтүштү. Бул пленкалардын өсүү темпи колдонулуп жаткан методдорго караганда эки эседен ашык чоңураак, ал эми пленкалардын электр өткөргүчтүгү жана механикалык бекемдиги химиялык бууларды түшүрүү (CVD) аркылуу жасалган пленкалар менен бирдей.
Бардык электрондук аппараттар кандайдыр бир EM нурланууну пайда кылат. Түзмөктөр барган сайын кичирейип, жогорку жана жогорку жыштыктарда иштеген сайын, электромагниттик тоскоолдук (EMI) потенциалы өсүп, аппараттын жана жакын жердеги электрондук системалардын иштешине терс таасирин тийгизиши мүмкүн.
Графит, ван дер Ваальс күчтөрү менен бирге кармалып турган графен катмарларынан курулган көмүртектин аллотропу, бир катар кереметтүү электрдик, жылуулук жана механикалык касиеттерге ээ, бул аны EMIге каршы натыйжалуу калкан кылат. Бирок, ал жогорку электр өткөрүмдүүлүккө ээ болушу үчүн өтө жука пленка түрүндө болушу керек, бул практикалык EMI колдонмолору үчүн маанилүү, анткени бул материал ЭМ толкундарын чагылдырып, сиңире алат дегенди билдирет, алар ичиндеги зарядды алып жүрүүчүлөр менен иштешет. ал.
Азыркы учурда, графит пленкасын жасоонун негизги жолдору ароматтык полимерлердин жогорку температурадагы пиролизинин же графендин (GO) кычкылы же графен нанобаракчаларынын катмар-катмарлануусун камтыйт. Эки процесс тең 3000 °Cге жакын жогорку температураны жана бир сааттын иштетүү убактысын талап кылат. CVDде талап кылынган температуралар төмөн (700дөн 1300 °Cге чейин), бирок вакуумда да калыңдыгы нанометрлик пленкаларды жасоо үчүн бир нече саат талап кылынат.
Вэнцай Рен жетектеген топ азыр бир нече секунданын ичинде никелден жасалган фольганы аргон атмосферасында 1200 °Cге чейин ысытып, андан кийин бул фольганы этанолго 0 °C ылдамдык менен батыруу аркылуу бир нече секунданын ичинде калыңдыгы ондогон нанометрлик жогорку сапаттагы графит пленкасын чыгарды. Этанолдун ажыроосунда пайда болгон көмүртек атомдору металлдын көмүртектин жогорку эригичтигинин (1200 °Cде 0,4 масса% ) аркасында диффузияланып, никелге эрийт. Төмөнкү температурада көмүртектин бул эригичтиги абдан азайгандыктан, көмүртек атомдору кийинчерээк бөлүнүп, никельдин бетинен чөктүрүлүп, калың графит пленкасын пайда кылат. Окумуштуулар никельдин эң сонун каталитикалык активдүүлүгү да жогорку кристаллдык графиттин пайда болушуна жардам берерин айтышат.
Рен жана кесиптештери жогорку резолюциядагы өткөргүч микроскопиянын, рентген нурларынын дифракциясынын жана Раман спектроскопиясынын айкалышынын жардамы менен алар чыгарган графит чоң аянттарда өтө кристаллдуу, жакшы катмарланган жана эч кандай көзгө көрүнгөн кемчиликтери жок экенин аныкташкан. Тасманын электрондук өткөргүчтүгү 2,6 x 105 S/m болуп, CVD же жогорку температуралык ыкмалар жана GO/graphene пленкаларын басуу менен өстүрүлгөн тасмаларга окшош.
Материал ЭМ нурлануусун канчалык жакшы бөгөттөй аларын текшерүү үчүн топ 600 мм2 беттик пленкаларды полиэтилентерефталаттан (ПЭТ) жасалган субстраттарга өткөрдү. Андан кийин алар X-диапазон жыштык диапазонунда, 8,2 жана 12,4 ГГц ортосундагы тасманын EMI коргоо эффективдүүлүгүн (SE) өлчөштү. Алар калыңдыгы болжол менен 77 нм пленка үчүн 14,92 дБ ашык EMI SE тапты. Бул маани бүтүндөй X-диапазонунда 20 дБден ашат (коммерциялык тиркемелер үчүн талап кылынган минималдуу маани), алар көбүрөөк тасмаларды бириктиргенде. Чынында эле, беш даана тизилген графит пленкаларын камтыган пленканын (болжол менен калыңдыгы 385 нм) EMI SE 28 дБнын тегерегинде, бул материал түшкөн нурлануунун 99,84% бөгөттөй алат дегенди билдирет. Жалпысынан, команда X-диапазону боюнча 481,000 дБ/см2/г EMI экранын өлчөп, мурда билдирилген бардык синтетикалык материалдардан ашып түштү.
Окумуштуулардын айтымында, алардын графит пленкасы, алардын маалыматы боюнча, корголгон материалдардын ичинен эң ичке болуп, коммерциялык колдонмолордун талабын канааттандыра ала турган EMI коргоо көрсөткүчү бар. Анын механикалык касиеттери да жагымдуу. Материалдын сынуу күчү 110 МПа (поликарбонат таянычына коюлган материалдын чыңалуу-деформация ийри сызыгынан алынган) башка ыкмалар менен өстүрүлгөн графит пленкаларына караганда жогору. Плёнка да ийкемдүү жана EMI коргоочу касиеттерин жоготпостон, ийилген радиусу 5 мм менен 1000 жолу ийилсе болот. Ошондой эле 550 °C чейин термикалык туруктуу. Команда бул жана башка касиеттер аны көптөгөн тармактарда, анын ичинде аэрокосмостук, электроника жана оптоэлектроника үчүн өтө жука, жеңил, ийкемдүү жана эффективдүү EMI коргоочу материал катары колдонсо болот деп эсептейт.
Бул жаңы ачык журналдан материал таануудагы эң маанилүү жана кызыктуу жетишкендиктерди окуңуз.
Physics World дүйнөлүк деңгээлдеги изилдөөлөрдү жана инновацияларды мүмкүн болушунча кеңири аудиторияга жеткирүү боюнча IOP Publishing миссиясынын негизги бөлүгүн түзөт. Веб-сайт Physics World портфелинин бир бөлүгүн түзөт, дүйнөлүк илимий коомчулук үчүн онлайн, санариптик жана басма маалымат кызматтарынын жыйнагы.
Билдирүү убактысы: 07-май 2020-ж