Grafenas jau žinomas kaip neįtikėtinai stiprus, nepaisant to, kad jis yra tik vieno atomo storio. Taigi, kaip jį padaryti dar stipresnį? Žinoma, paverčiant jį deimantų lakštais. Pietų Korėjos mokslininkai dabar sukūrė naują metodą, kaip grafeną paversti ploniausiomis deimantų plėvelėmis, nenaudojant didelio slėgio.
Grafenas, grafitas ir deimantas yra pagaminti iš tos pačios medžiagos – anglies, tačiau šios medžiagos skiriasi tuo, kaip anglies atomai yra išdėstyti ir sujungti. Grafenas yra tik vieno atomo storio anglies lakštas su stipriais ryšiais tarp jų horizontaliai. Grafitas sudarytas iš grafeno lakštų, sukrautų vienas ant kito, su stipriais ryšiais kiekviename lakšte, bet silpnais, jungiančiais skirtingus lakštus. O deimantuose anglies atomai yra daug tvirčiau susieti trimis matmenimis, sukuriant neįtikėtinai kietą medžiagą.
Kai sustiprėja ryšiai tarp grafeno sluoksnių, jis gali tapti 2D deimanto forma, žinoma kaip diamanas. Problema ta, kad tai paprastai nėra lengva padaryti. Vienas iš būdų reikalauja itin didelio slėgio, o kai tik tas slėgis pašalinamas, medžiaga grįžta atgal į grafeną. Kiti tyrimai į grafeną įtraukė vandenilio atomų, tačiau dėl to sunku kontroliuoti ryšius.
Naujojo tyrimo metu Pagrindinių mokslų instituto (IBS) ir Ulsano nacionalinio mokslo ir technologijų instituto (UNIST) mokslininkai vandenilį pakeitė fluoru. Idėja yra ta, kad dvisluoksnį grafeną veikiant fluoru, jie suartina du sluoksnius ir sukuria stipresnius ryšius tarp jų.
Komanda pradėjo kurdama dvisluoksnį grafeną, naudodama išbandytą cheminio garų nusodinimo (CVD) metodą, ant pagrindo, pagaminto iš vario ir nikelio. Tada jie paveikė grafeną ksenono difluorido garais. Šiame mišinyje esantis fluoras prilimpa prie anglies atomų, sustiprindamas ryšius tarp grafeno sluoksnių ir sudarydamas itin ploną fluorinto deimanto sluoksnį, žinomą kaip F-diamanas.
Naujasis procesas yra daug paprastesnis nei kiti, todėl turėtų būti gana lengva jį išplėsti. Iš itin plonų deimantų lakštų gali būti pagaminti stipresni, mažesni ir lankstesni elektroniniai komponentai, ypač kaip plataus tarpo puslaidininkis.
"Šis paprastas fluoravimo metodas veikia beveik kambario temperatūroje ir esant žemam slėgiui, nenaudojant plazmos ar jokių dujų aktyvinimo mechanizmų, todėl sumažinama defektų atsiradimo galimybė", - sako pirmasis tyrimo autorius Pavelas V. Bakharevas.
Paskelbimo laikas: 2020-04-24