ඉක්මනින් වර්ධනය වන ග්රැෆයිට් පටල විද්යුත් චුම්භක විකිරණ අවහිර කරයි

Physics World සමඟ ලියාපදිංචි වීම ගැන ස්තුතියි ඔබට ඕනෑම අවස්ථාවක ඔබේ විස්තර වෙනස් කිරීමට අවශ්‍ය නම්, කරුණාකර මගේ ගිණුමට පිවිසෙන්න

ග්‍රැෆයිට් පටලවලට විද්‍යුත් චුම්භක (EM) විකිරණවලින් ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග ආරක්ෂා කළ හැකි නමුත් ඒවා නිෂ්පාදනය සඳහා දැනට පවතින තාක්ෂණික ක්‍රමවලට පැය කිහිපයක් ගත වන අතර 3000 °C පමණ සැකසුම් උෂ්ණත්වයක් අවශ්‍ය වේ. චීන විද්‍යා ඇකඩමියේ ද්‍රව්‍ය විද්‍යාව සඳහා වූ ෂෙන්යැන්ග් ජාතික රසායනාගාරයේ පර්යේෂකයන් කණ්ඩායමක් දැන් එතනෝල්වල උණුසුම් නිකල් තීරු නිවා දැමීමෙන් තත්පර කිහිපයකින් උසස් තත්ත්වයේ මිනිරන් චිත්‍රපට සෑදීමේ විකල්ප ක්‍රමයක් පෙන්වා දී ඇත. මෙම චිත්‍රපට සඳහා වර්ධන වේගය පවතින ක්‍රමවලට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙලවල් දෙකකට වඩා වැඩි වන අතර, චිත්‍රපටවල විද්‍යුත් සන්නායකතාවය සහ යාන්ත්‍රික ශක්තිය රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම් (CVD) භාවිතයෙන් සාදන ලද චිත්‍රපට හා සමාන වේ.

සියලුම ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග යම් EM විකිරණ නිපදවයි. උපාංග නිරන්තරයෙන් කුඩා වන අතර ඉහළ සහ ඉහළ සංඛ්‍යාතවල ක්‍රියා කරන විට, විද්‍යුත් චුම්භක මැදිහත්වීම් (EMI) සඳහා ඇති විභවය වර්ධනය වන අතර, උපාංගයේ ක්‍රියාකාරිත්වයට මෙන්ම අසල ඇති ඉලෙක්ට්‍රොනික පද්ධතිවල ක්‍රියාකාරිත්වයට අහිතකර ලෙස බලපෑ හැකිය.

ග්‍රැෆයිට්, වෑන් ඩර් වෝල්ස් බලවේග විසින් එකට රඳවන ලද ග්‍රැෆීන් ස්ථර වලින් සාදන ලද කාබන් විභේදනයකි, එය EMI වලට එරෙහිව ඵලදායී පලිහක් බවට පත් කරන විශිෂ්ට විද්‍යුත්, තාප සහ යාන්ත්‍රික ගුණ ගණනාවක් ඇත. කෙසේ වෙතත්, එය ඉහළ විද්‍යුත් සන්නායකතාවක් ලබා ගැනීම සඳහා ඉතා තුනී පටලයක ස්වරූපයෙන් තිබිය යුතු අතර, එය ප්‍රායෝගික EMI යෙදුම් සඳහා වැදගත් වේ, මන්ද එයින් අදහස් කරන්නේ ද්‍රව්‍යයට EM තරංග පරාවර්තනය කර අවශෝෂණය කර ගත හැකි අතර ඒවා ඇතුළත ආරෝපණ වාහක සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කරන බවයි. එය.

වර්තමානයේ, ග්‍රැෆයිට් පටල සෑදීමේ ප්‍රධාන ක්‍රමවලට ඇරෝමැටික පොලිමර්වල අධි-උෂ්ණත්ව පයිෙරොලිසිස් හෝ ග්‍රැෆීන් (GO) ඔක්සයිඩ් හෝ ග්‍රැෆීන් නැනෝෂීට් ස්ථරයෙන් ස්ථරයට ගොඩගැසීම ඇතුළත් වේ. ක්‍රියාවලි දෙකටම 3000 °C පමණ ඉහළ උෂ්ණත්වයක් සහ පැයක සැකසුම් කාලයක් අවශ්‍ය වේ. CVD වලදී, අවශ්‍ය උෂ්ණත්වය අඩු (700 සිට 1300 °C අතර), නමුත් රික්තකයේදී පවා නැනෝමීටර ඝන පටල සෑදීමට පැය කිහිපයක් ගතවේ.

Wencai Ren ප්‍රමුඛ කණ්ඩායමක් දැන් නිකල් ෆොයිල් ආගන් වායුගෝලයේ 1200 °C දක්වා රත් කර 0 °C දී එතනෝල්වල වේගයෙන් මෙම තීරු ගිල්වා තත්පර කිහිපයක් ඇතුළත නැනෝමීටර දස ගණන් ඝනකම උසස් තත්ත්වයේ මිනිරන් පටලයක් නිපදවා ඇත. එතනෝල් වියෝජනයෙන් නිපදවන කාබන් පරමාණු ලෝහයේ ඉහළ කාබන් ද්‍රාව්‍යතාව (1200 °C දී 0.4 wt%) නිසා නිකල් තුළට විසරණය වී දිය වේ. අඩු උෂ්ණත්වයකදී මෙම කාබන් ද්‍රාව්‍යතාව විශාල ලෙස අඩු වන නිසා, කාබන් පරමාණු පසුව නිවාදැමීමේදී නිකල් මතුපිටින් වෙන් වී අවක්ෂේප වී ඝන මිනිරන් පටලයක් නිපදවයි. පර්යේෂකයන් වාර්තා කරන්නේ නිකල්වල විශිෂ්ට උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරිත්වය ඉතා ස්ඵටිකරූපී මිනිරන් සෑදීමට ද උපකාරී වන බවයි.

අධි-විභේදන සම්ප්‍රේෂණ අන්වීක්ෂය, එක්ස් කිරණ විවර්තනය සහ රාමන් වර්ණාවලීක්ෂය යන සංකලනයක් භාවිතා කරමින්, රෙන් සහ සගයන් විසින් ඔවුන් විසින් නිපදවන ලද මිනිරන් විශාල ප්‍රදේශ වල ඉතා ස්ඵටික වන අතර හොඳින් ස්ථර කර ඇති අතර දෘශ්‍ය දෝෂ නොමැති බව සොයා ගත්හ. චිත්‍රපටයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සන්නායකතාවය 2.6 x 105 S/m තරම් ඉහළ විය, CVD හෝ අධි-උෂ්ණත්ව ශිල්පීය ක්‍රම සහ GO/ග්‍රැෆීන් චිත්‍රපට එබීම මගින් වර්ධනය කරන ලද චිත්‍රපටවලට සමාන වේ.

ද්‍රව්‍යයට EM විකිරණය කොතරම් හොඳින් අවහිර කළ හැකිද යන්න පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, කණ්ඩායම 600 mm2 පෘෂ්ඨ වර්ගඵලයක් සහිත චිත්‍රපට පොලිඑතිලීන් ටෙරෙෆ්තලේට් (PET) වලින් සාදන ලද උපස්ථර මතට මාරු කරන ලදී. ඉන්පසු ඔවුන් 8.2 සහ 12.4 GHz අතර X-බෑන්ඩ් සංඛ්‍යාත පරාසය තුළ චිත්‍රපටයේ EMI ආවරණ කාර්යක්ෂමතාව (SE) මැනිය. ඔවුන් දළ වශයෙන් 77 nm ඝනකම ඇති පටලයක් සඳහා 14.92 dB ට වැඩි EMI SE සොයා ගත්හ. මෙම අගය මුළු X-බෑන්ඩ් එක තුළම 20 dB (වාණිජ යෙදුම් සඳහා අවශ්‍ය අවම අගය) දක්වා වැඩි වන අතර, ඒවා තවත් චිත්‍රපට එකට ගොඩගසා ඇත. ඇත්ත වශයෙන්ම, ගොඩගැසූ මිනිරන් පටල කොටස් පහක් (සම්පූර්ණයෙන් 385 nm පමණ ඝනකම) අඩංගු චිත්‍රපටයක EMI SE 28 dB පමණ ඇත, එයින් අදහස් කරන්නේ ද්‍රව්‍යයට සිද්ධි විකිරණවලින් 99.84% අවහිර කළ හැකි බවයි. සමස්තයක් වශයෙන්, කණ්ඩායම විසින් X-කලාපය හරහා 481,000 dB/cm2/g ක EMI ආවරණයක් මනිනු ලැබූ අතර, කලින් වාර්තා කරන ලද සියලුම කෘතිම ද්‍රව්‍ය අභිබවා යයි.

පර්යේෂකයන් පවසන්නේ ඔවුන්ගේ දැනුම අනුව, ඔවුන්ගේ මිනිරන් පටලය වාර්තා කරන ලද ආවරණ ද්‍රව්‍ය අතර තුනීම වන අතර වාණිජ යෙදුම් සඳහා අවශ්‍යතාවය සපුරාලිය හැකි EMI ආවරණ ක්‍රියාකාරිත්වයක් ඇති බවයි. එහි යාන්ත්රික ගුණාංග ද හිතකර වේ. ද්‍රව්‍යයේ අස්ථි බිඳීමේ ශක්තිය දළ වශයෙන් 110 MPa (පොලිකාබනේට් ආධාරකයක් මත තබා ඇති ද්‍රව්‍යයේ ආතති-ආතති වක්‍ර වලින් උපුටා ගන්නා ලදී) අනෙකුත් ක්‍රම මගින් වගා කරන ලද මිනිරන් පටලවලට වඩා වැඩි ය. චිත්‍රපටය නම්‍යශීලී වන අතර, එහි EMI ආවරණ ගුණාංග නැති නොවී මිලිමීටර් 5 ක නැමීමේ අරයක් සමඟ 1000 වතාවක් නැමිය හැකිය. එය 550 ° C දක්වා තාප ස්ථායී වේ. මෙම සහ අනෙකුත් ගුණාංගවලින් අදහස් කරන්නේ එය අභ්‍යවකාශය මෙන්ම ඉලෙක්ට්‍රොනික හා දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික් ඇතුළු බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල යෙදුම් සඳහා අල්ට්‍රාතින්, සැහැල්ලු, නම්‍යශීලී සහ ඵලදායී EMI ආවරණ ද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි බව කණ්ඩායම විශ්වාස කරයි.

මෙම නව විවෘත ප්‍රවේශ සඟරාවේ ද්‍රව්‍ය විද්‍යාවේ වඩාත්ම වැදගත් සහ ආකර්ෂණීය දියුණුව කියවන්න.

Physics World නියෝජනය කරන්නේ IOP Publishing හි මෙහෙවරේ ප්‍රධාන කොටසකි, හැකි උපරිම ප්‍රේක්ෂකයින් වෙත ලෝක මට්ටමේ පර්යේෂණ සහ නවෝත්පාදන සන්නිවේදනය කිරීම. වෙබ් අඩවිය ගෝලීය විද්‍යාත්මක ප්‍රජාව සඳහා සබැඳි, ඩිජිටල් සහ මුද්‍රිත තොරතුරු සේවා එකතුවක් වන භෞතික විද්‍යා ලෝක කළඹෙහි කොටසකි.