Grafenul este deja cunoscut pentru că este incredibil de puternic, în ciuda faptului că are o grosime de doar un atom. Deci, cum poate fi făcut și mai puternic? Transformându-l în foi de diamant, desigur. Cercetătorii din Coreea de Sud au dezvoltat acum o nouă metodă de transformare a grafenului în cele mai subțiri pelicule de diamant, fără a fi nevoie să folosească presiune înaltă.
Grafenul, grafitul și diamantul sunt toate făcute din același material – carbon – dar diferența dintre aceste materiale este modul în care atomii de carbon sunt aranjați și legați împreună. Grafenul este o foaie de carbon care are o grosime de doar un atom, cu legături puternice între ele pe orizontală. Grafitul este alcătuit din foi de grafen stivuite una peste alta, cu legături puternice în fiecare foaie, dar cele slabe care conectează diferite foi. Și în diamant, atomii de carbon sunt mult mai strâns legați în trei dimensiuni, creând un material incredibil de dur.
Când legăturile dintre straturile de grafen sunt întărite, acesta poate deveni o formă 2D de diamant cunoscută sub numele de diamant. Problema este că, în mod normal, acest lucru nu este ușor de făcut. O modalitate necesită presiuni extrem de mari și, de îndată ce această presiune este îndepărtată, materialul revine înapoi în grafen. Alte studii au adăugat atomi de hidrogen la grafen, dar asta face dificilă controlul legăturilor.
Pentru noul studiu, cercetătorii de la Institute for Basic Science (IBS) și de la Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) au schimbat hidrogenul cu fluor. Ideea este că, prin expunerea grafenului bistrat la fluor, apropie cele două straturi, creând legături mai puternice între ele.
Echipa a început prin a crea grafen cu două straturi folosind metoda testată și adevărată de depunere chimică în vapori (CVD), pe un substrat format din cupru și nichel. Apoi, au expus grafenul la vapori de difluorura de xenon. Fluorul din acest amestec se lipește de atomii de carbon, întărind legăturile dintre straturile de grafen și creând un strat ultrasubțire de diamant fluorurat, cunoscut sub numele de F-diaman.
Noul proces este mult mai simplu decât altele, ceea ce ar trebui să îl facă relativ ușor de extins. Foile ultrasubțiri de diamant ar putea face componente electronice mai puternice, mai mici și mai flexibile, în special ca semiconductor cu distanță mare.
„Această metodă simplă de fluorurare funcționează la temperatura aproape a camerei și la presiune scăzută, fără utilizarea plasmei sau a oricăror mecanisme de activare a gazului, reducând astfel posibilitatea de a crea defecte”, spune Pavel V. Bakharev, primul autor al studiului.
Ora postării: 24-apr-2020