ഗ്രാഫീനിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച അൾട്രാത്തിൻ ഡയമണ്ട് ഫിലിം ഇലക്ട്രോണിക്സ് കൂടുതൽ ശക്തമാക്കും

ഒരു ആറ്റം മാത്രം കട്ടിയുള്ളതാണെങ്കിലും, അവിശ്വസനീയമാംവിധം ശക്തമാണെന്ന് ഗ്രാഫീൻ ഇതിനകം അറിയപ്പെടുന്നു. പിന്നെ എങ്ങനെയാണ് അതിനെ കൂടുതൽ ശക്തമാക്കാൻ കഴിയുക? ഡയമണ്ട് ഷീറ്റുകളാക്കി മാറ്റിക്കൊണ്ട്, തീർച്ചയായും. ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ ഗവേഷകർ ഇപ്പോൾ ഉയർന്ന മർദ്ദം ഉപയോഗിക്കാതെ ഗ്രാഫീനെ ഏറ്റവും കനം കുറഞ്ഞ ഡയമണ്ട് ഫിലിമുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

ഗ്രാഫീൻ, ഗ്രാഫൈറ്റ്, ഡയമണ്ട് എന്നിവയെല്ലാം ഒരേ പദാർത്ഥം കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് - കാർബൺ - എന്നാൽ ഈ വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ എങ്ങനെ ക്രമീകരിച്ച് പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണ്. ഒരു ആറ്റം മാത്രം കട്ടിയുള്ളതും തിരശ്ചീനമായി അവയ്ക്കിടയിൽ ശക്തമായ ബോണ്ടുകളുള്ളതുമായ കാർബണിൻ്റെ ഒരു ഷീറ്റാണ് ഗ്രാഫീൻ. ഓരോ ഷീറ്റിനുള്ളിലും ശക്തമായ ബോണ്ടുകൾ ഉള്ളതും എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത ഷീറ്റുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ദുർബലമായവയുമായി പരസ്പരം അടുക്കിയിരിക്കുന്ന ഗ്രാഫൈൻ ഷീറ്റുകൾ കൊണ്ടാണ് ഗ്രാഫൈറ്റ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. വജ്രത്തിൽ, കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ ത്രിമാനങ്ങളിൽ വളരെ ശക്തമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് അവിശ്വസനീയമാംവിധം കഠിനമായ മെറ്റീരിയൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഗ്രാഫീനിൻ്റെ പാളികൾ തമ്മിലുള്ള ബന്ധങ്ങൾ ദൃഢമാകുമ്പോൾ, അത് ഡയമൺ എന്നറിയപ്പെടുന്ന വജ്രത്തിൻ്റെ 2D രൂപമായി മാറും. പ്രശ്നം, ഇത് സാധാരണയായി ചെയ്യാൻ എളുപ്പമല്ല എന്നതാണ്. ഒരു വഴിക്ക് വളരെ ഉയർന്ന മർദ്ദം ആവശ്യമാണ്, ആ മർദ്ദം നീക്കം ചെയ്താലുടൻ മെറ്റീരിയൽ ഗ്രാഫീനിലേക്ക് മടങ്ങുന്നു. മറ്റ് പഠനങ്ങൾ ഗ്രാഫീനിൽ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ ചേർത്തിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ ഇത് ബോണ്ടുകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.

പുതിയ പഠനത്തിനായി, ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ ബേസിക് സയൻസ് (ഐബിഎസ്), ഉൽസാൻ നാഷണൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജി (യുണിസ്റ്റ്) എന്നിവയിലെ ഗവേഷകർ ഫ്ലൂറിനായി ഹൈഡ്രജൻ മാറ്റി. ബൈലെയർ ഗ്രാഫീനെ ഫ്ലൂറിനിലേക്ക് തുറന്നുകാട്ടുന്നതിലൂടെ, ഇത് രണ്ട് പാളികളെയും പരസ്പരം അടുപ്പിക്കുകയും അവയ്ക്കിടയിൽ ശക്തമായ ബന്ധങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ് ആശയം.

ചെമ്പും നിക്കലും കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപത്തിൻ്റെ (CVD) ട്രൈ ആൻഡ് ട്രൂ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ബൈലെയർ ഗ്രാഫീൻ സൃഷ്ടിച്ചാണ് സംഘം ആരംഭിച്ചത്. തുടർന്ന്, അവർ ഗ്രാഫീനെ സെനോൺ ഡിഫ്ലൂറൈഡിൻ്റെ നീരാവിയിലേക്ക് തുറന്നുകാട്ടി. ആ മിശ്രിതത്തിലെ ഫ്ലൂറിൻ കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുമായി പറ്റിനിൽക്കുകയും ഗ്രാഫീൻ പാളികൾ തമ്മിലുള്ള ബന്ധങ്ങൾ ശക്തിപ്പെടുത്തുകയും ഫ്ലൂറിനേറ്റഡ് ഡയമണ്ടിൻ്റെ അൾട്രാത്തിൻ പാളി സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് എഫ്-ഡയമാൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

പുതിയ പ്രക്രിയ മറ്റുള്ളവയേക്കാൾ വളരെ ലളിതമാണ്, അത് സ്കെയിൽ ചെയ്യുന്നത് താരതമ്യേന എളുപ്പമാക്കും. വജ്രത്തിൻ്റെ അൾട്രാത്തിൻ ഷീറ്റുകൾക്ക് ശക്തവും ചെറുതും കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ളതുമായ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും, പ്രത്യേകിച്ച് വൈഡ്-ഗാപ്പ് സെമി-കണ്ടക്ടർ.

"ഈ ലളിതമായ ഫ്ലൂറിനേഷൻ രീതി പ്ലാസ്മയോ ഗ്യാസ് ആക്ടിവേഷൻ മെക്കാനിസങ്ങളോ ഉപയോഗിക്കാതെ മുറിയിലെ താപനിലയിലും താഴ്ന്ന മർദ്ദത്തിലും പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അതിനാൽ വൈകല്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത കുറയ്ക്കുന്നു," പഠനത്തിൻ്റെ ആദ്യ രചയിതാവായ Pavel V. Bakharev പറയുന്നു.