விரைவாக வளரும் கிராஃபைட் படலம் மின்காந்த கதிர்வீச்சைத் தடுக்கிறது

இயற்பியல் உலகில் பதிவு செய்ததற்கு நன்றி, எந்த நேரத்திலும் உங்கள் விவரங்களை மாற்ற விரும்பினால், தயவுசெய்து எனது கணக்கைப் பார்வையிடவும்

கிராஃபைட் படலங்கள் மின்னணு சாதனங்களை மின்காந்த (EM) கதிர்வீச்சிலிருந்து பாதுகாக்க முடியும், ஆனால் அவற்றை உற்பத்தி செய்வதற்கான தற்போதைய நுட்பங்கள் பல மணிநேரம் எடுக்கும் மற்றும் சுமார் 3000 °C வெப்பநிலையை செயலாக்க வேண்டும். சீன அறிவியல் அகாடமியில் உள்ள ஷென்யாங் நேஷனல் லேபரேட்டரி ஃபார் மெட்டீரியல் சயின்ஸின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, எத்தனாலில் உள்ள நிக்கல் ஃபாயிலின் சூடான கீற்றுகளைத் தணிப்பதன் மூலம் ஒரு சில நொடிகளில் உயர்தர கிராஃபைட் திரைப்படங்களை உருவாக்கும் மாற்று வழியை இப்போது நிரூபித்துள்ளது. இந்த படங்களின் வளர்ச்சி விகிதம் ஏற்கனவே உள்ள முறைகளை விட இரண்டு ஆர்டர்களுக்கு மேல் அதிகமாக உள்ளது, மேலும் படங்களின் மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் இயந்திர வலிமை ஆகியவை இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட படங்களுக்கு இணையாக உள்ளன.

அனைத்து மின்னணு சாதனங்களும் சில EM கதிர்வீச்சை உருவாக்குகின்றன. சாதனங்கள் எப்போதும் சிறியதாகி, அதிக மற்றும் அதிக அதிர்வெண்களில் இயங்கும்போது, ​​மின்காந்த குறுக்கீடு (EMI)க்கான சாத்தியக்கூறுகள் அதிகரித்து, சாதனத்தின் செயல்திறனையும் அருகிலுள்ள மின்னணு அமைப்புகளின் செயல்திறனையும் மோசமாகப் பாதிக்கும்.

வான் டெர் வால்ஸ் படைகளால் ஒன்றாகப் பிடிக்கப்பட்ட கிராபெனின் அடுக்குகளில் இருந்து கட்டப்பட்ட கார்பனின் அலோட்ரோப் கிராஃபைட், பல குறிப்பிடத்தக்க மின், வெப்ப மற்றும் இயந்திர பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது EMI க்கு எதிராக ஒரு பயனுள்ள கவசமாக அமைகிறது. இருப்பினும், அதிக மின் கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருப்பதற்கு இது மிகவும் மெல்லிய படமாக இருக்க வேண்டும், இது நடைமுறை EMI பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமானது, ஏனெனில் பொருள் உள்ளே உள்ள சார்ஜ் கேரியர்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது EM அலைகளை பிரதிபலிக்கும் மற்றும் உறிஞ்சும். அது.

தற்போது, ​​கிராஃபைட் ஃபிலிம் தயாரிப்பதற்கான முக்கிய வழிகளில் நறுமண பாலிமர்களின் உயர் வெப்பநிலை பைரோலிசிஸ் அல்லது கிராபெனின் (GO) ஆக்சைடு அல்லது கிராபெனின் நானோஷீட்களை அடுக்கி அடுக்கி வைப்பது ஆகியவை அடங்கும். இரண்டு செயல்முறைகளுக்கும் சுமார் 3000 டிகிரி செல்சியஸ் அதிக வெப்பநிலை மற்றும் ஒரு மணிநேர செயலாக்க நேரம் தேவைப்படுகிறது. CVD இல், தேவையான வெப்பநிலைகள் குறைவாக இருக்கும் (700 முதல் 1300 °C வரை), ஆனால் வெற்றிடத்தில் கூட நானோமீட்டர் தடிமனான பிலிம்களை உருவாக்க சில மணிநேரங்கள் ஆகும்.

Wencai Ren தலைமையிலான குழு இப்போது ஒரு ஆர்கான் வளிமண்டலத்தில் நிக்கல் படலத்தை 1200 °C க்கு சூடாக்கி, பின்னர் 0 °C இல் எத்தனாலில் விரைவாக இந்த படலத்தை மூழ்கடிப்பதன் மூலம் சில நொடிகளில் பல்லாயிரக்கணக்கான நானோமீட்டர்கள் தடிமனான உயர்தர கிராஃபைட் பிலிம் தயாரித்துள்ளது. உலோகத்தின் உயர் கார்பன் கரைதிறன் (1200 °C இல் 0.4 wt%) காரணமாக எத்தனாலின் சிதைவிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் அணுக்கள் நிக்கலில் பரவி கரைகின்றன. குறைந்த வெப்பநிலையில் இந்த கார்பன் கரைதிறன் வெகுவாகக் குறைவதால், கார்பன் அணுக்கள் தணிக்கும் போது நிக்கல் மேற்பரப்பில் இருந்து பிரிக்கப்பட்டு, தடிமனான கிராஃபைட் படத்தை உருவாக்குகின்றன. நிக்கலின் சிறந்த வினையூக்க செயல்பாடு அதிக படிக கிராஃபைட்டை உருவாக்க உதவுகிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்.

உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட டிரான்ஸ்மிஷன் மைக்ரோஸ்கோபி, எக்ஸ்ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் மற்றும் ராமன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி ஆகியவற்றின் கலவையைப் பயன்படுத்தி, ரென் மற்றும் சகாக்கள் தாங்கள் தயாரித்த கிராஃபைட் பெரிய பகுதிகளில் மிகவும் படிகமாக இருப்பதையும், நன்கு அடுக்கப்பட்டதாகவும், புலப்படும் குறைபாடுகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்றும் கண்டறிந்தனர். படத்தின் எலக்ட்ரான் கடத்துத்திறன் 2.6 x 105 S/m வரை அதிகமாக இருந்தது, இது CVD அல்லது உயர்-வெப்பநிலை நுட்பங்கள் மற்றும் GO/கிராபெனின் படங்களின் அழுத்தத்தால் வளர்க்கப்பட்ட படங்களுக்கு ஒத்ததாக இருந்தது.

பொருள் எவ்வளவு நன்றாக EM கதிர்வீச்சைத் தடுக்கும் என்பதைச் சோதிக்க, குழு 600 மிமீ2 பரப்பளவு கொண்ட படங்களை பாலிஎதிலீன் டெரெப்தாலேட் (PET) மூலம் செய்யப்பட்ட அடி மூலக்கூறுகளுக்கு மாற்றியது. 8.2 மற்றும் 12.4 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் இடையே எக்ஸ்-பேண்ட் அதிர்வெண் வரம்பில் படத்தின் EMI ஷீல்டிங் செயல்திறனை (SE) அவர்கள் அளந்தனர். தோராயமாக 77 nm தடிமன் கொண்ட ஒரு படத்திற்கு 14.92 dB க்கும் அதிகமான EMI SE ஐக் கண்டறிந்தனர். இந்த மதிப்பு 20 dB க்கும் அதிகமாக அதிகரிக்கிறது (வணிக பயன்பாடுகளுக்கு தேவையான குறைந்தபட்ச மதிப்பு) முழு X-பேண்டிலும் அதிக படங்களை ஒன்றாக அடுக்கி வைக்கும் போது. உண்மையில், அடுக்கப்பட்ட கிராஃபைட் படங்களின் ஐந்து துண்டுகளைக் கொண்ட ஒரு படம் (மொத்தம் சுமார் 385 nm தடிமன்) சுமார் 28 dB இன் EMI SE ஐக் கொண்டுள்ளது, அதாவது 99.84% சம்பவ கதிர்வீச்சைத் தடுக்க முடியும். ஒட்டுமொத்தமாக, குழு X-பேண்ட் முழுவதும் 481,000 dB/cm2/g இன் EMI கவசத்தை அளந்தது, இது முன்னர் அறிவிக்கப்பட்ட அனைத்து செயற்கை பொருட்களையும் விட சிறப்பாக செயல்பட்டது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்களின் அறிவுக்கு எட்டிய வரையில், அவர்களின் கிராஃபைட் படமானது, வணிகப் பயன்பாடுகளுக்கான தேவையைப் பூர்த்தி செய்யக்கூடிய EMI ஷீல்டிங் செயல்திறனுடன், அறிக்கையிடப்பட்ட கவசப் பொருட்களில் மிக மெல்லியதாக இருப்பதாகக் கூறுகின்றனர். அதன் இயந்திர பண்புகளும் சாதகமானவை. பொருளின் எலும்பு முறிவு வலிமை தோராயமாக 110 MPa (பாலிகார்பனேட் ஆதரவில் வைக்கப்பட்டுள்ள பொருளின் அழுத்த-திரிபு வளைவுகளிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்டது) மற்ற முறைகளால் வளர்க்கப்படும் கிராஃபைட் படங்களின் வலிமையை விட அதிகமாக உள்ளது. ஃபிலிம் நெகிழ்வானது, மேலும் 5 மிமீ வளைக்கும் ஆரத்துடன் 1000 முறை வளைக்க முடியும், அதன் EMI பாதுகாப்பு பண்புகளை இழக்காமல் இருக்கலாம். இது 550 டிகிரி செல்சியஸ் வரை வெப்ப நிலையாகவும் இருக்கும். இந்த மற்றும் பிற பண்புகள், விண்வெளி மற்றும் எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் உள்ளிட்ட பல பகுதிகளில் பயன்பாடுகளுக்கு அல்ட்ராதின், இலகுரக, நெகிழ்வான மற்றும் பயனுள்ள EMI கேடயப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம் என்று குழு நம்புகிறது.

இந்த புதிய திறந்த அணுகல் இதழில் மெட்டீரியல் அறிவியலில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க மற்றும் அற்புதமான முன்னேற்றங்களைப் படிக்கவும்.

இயற்பியல் உலகம் என்பது ஐஓபி பப்ளிஷிங் பணியின் முக்கியப் பகுதியைப் பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகிறது, இது உலகத் தரம் வாய்ந்த ஆராய்ச்சி மற்றும் புதுமைகளைப் பரந்த பார்வையாளர்களுக்குத் தெரிவிக்கிறது. இணையத்தளம் இயற்பியல் உலக போர்ட்ஃபோலியோவின் ஒரு பகுதியாகும், இது உலகளாவிய அறிவியல் சமூகத்திற்கான ஆன்லைன், டிஜிட்டல் மற்றும் அச்சு தகவல் சேவைகளின் தொகுப்பாகும்.