Grafenin yalnızca bir atom kalınlığında olmasına rağmen inanılmaz derecede güçlü olduğu zaten biliniyor. Peki nasıl daha da güçlendirilebilir? Elbette onu elmas levhalara dönüştürerek. Güney Kore'deki araştırmacılar artık yüksek basınç kullanmaya gerek kalmadan grafeni en ince elmas filmlere dönüştürmek için yeni bir yöntem geliştirdiler.
Grafen, grafit ve elmasın hepsi aynı maddeden (karbon) yapılmıştır ancak bu malzemeler arasındaki fark, karbon atomlarının nasıl düzenlendiği ve birbirine bağlandığıdır. Grafen, aralarında yatay olarak güçlü bağlar bulunan, yalnızca bir atom kalınlığında bir karbon tabakasıdır. Grafit, üst üste istiflenmiş grafen tabakalarından oluşur; her bir tabakanın içinde güçlü bağlar bulunurken, farklı tabakaları birbirine bağlayan zayıf bağlar bulunur. Ve elmasta karbon atomları üç boyutta çok daha güçlü bir şekilde birbirine bağlı olduğundan inanılmaz derecede sert bir malzeme oluşuyor.
Grafen katmanları arasındaki bağlar güçlendirildiğinde, diamane olarak bilinen 2 boyutlu bir elmas formuna dönüşebilir. Sorun şu ki normalde bunu yapmak kolay değildir. İlk yöntem son derece yüksek basınçlar gerektirir ve bu basınç kaldırıldığında malzeme tekrar grafene dönüşür. Diğer çalışmalar grafene hidrojen atomları ekledi ancak bu, bağların kontrol edilmesini zorlaştırıyor.
Yeni çalışma için, Temel Bilim Enstitüsü (IBS) ve Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (UNIST) araştırmacılar, hidrojeni flor ile değiştirdiler. Buradaki fikir, iki katmanlı grafeni florine maruz bırakarak iki katmanı birbirine yaklaştırmak ve aralarında daha güçlü bağlar oluşturmaktır.
Ekip, bakır ve nikelden yapılmış bir alt tabaka üzerinde denenmiş ve doğrulanmış kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemini kullanarak iki katmanlı grafen oluşturarak işe başladı. Daha sonra grafeni ksenon diflorür buharına maruz bıraktılar. Bu karışımdaki flor, karbon atomlarına yapışarak grafen katmanları arasındaki bağları güçlendiriyor ve F-diamane olarak bilinen ultra ince bir florlanmış elmas tabakası oluşturuyor.
Yeni süreç diğerlerinden çok daha basittir ve bu da ölçeğin büyütülmesini nispeten kolaylaştıracaktır. Ultra ince elmas tabakaları, özellikle geniş aralıklı bir yarı iletken olarak daha güçlü, daha küçük ve daha esnek elektronik bileşenler üretebilir.
Araştırmanın ilk yazarı Pavel V. Bakharev, "Bu basit florlama yöntemi, plazma veya herhangi bir gaz aktivasyon mekanizması kullanılmadan oda sıcaklığına yakın sıcaklıkta ve düşük basınç altında çalışıyor, dolayısıyla kusur yaratma olasılığını azaltıyor" diyor.
Gönderim zamanı: Nis-24-2020