گرافین سے بنی الٹراتھن ڈائمنڈ فلم الیکٹرانکس کو سخت کر سکتی ہے۔

گرافین پہلے ہی ایک ایٹم موٹا ہونے کے باوجود ناقابل یقین حد تک مضبوط ہونے کے لیے جانا جاتا ہے۔ تو اسے مزید مضبوط کیسے بنایا جا سکتا ہے؟ یقیناً اسے ہیرے کی چادروں میں بدل کر۔ جنوبی کوریا میں محققین نے اب ہائی پریشر استعمال کیے بغیر گرافین کو پتلی ہیرے کی فلموں میں تبدیل کرنے کا ایک نیا طریقہ تیار کیا ہے۔

گرافین، گریفائٹ اور ہیرا سب ایک ہی چیز سے بنے ہیں - کاربن - لیکن ان مواد کے درمیان فرق یہ ہے کہ کاربن کے ایٹموں کو کس طرح ترتیب دیا جاتا ہے اور آپس میں بندھے ہوئے ہیں۔ گرافین کاربن کی ایک شیٹ ہے جو صرف ایک ایٹم کی موٹی ہے، ان کے درمیان افقی طور پر مضبوط بندھن ہیں۔ گریفائٹ گرافین کی چادروں سے بنا ہوتا ہے جو ایک دوسرے کے اوپر اسٹیک ہوتے ہیں، ہر شیٹ کے اندر مضبوط بانڈ ہوتے ہیں لیکن کمزور جو مختلف شیٹس کو جوڑتے ہیں۔ اور ہیرے میں، کاربن کے ایٹم تین جہتوں میں کہیں زیادہ مضبوطی سے جڑے ہوئے ہیں، جو ایک ناقابل یقین حد تک سخت مواد بناتے ہیں۔

جب گرافین کی تہوں کے درمیان بانڈ مضبوط ہو جاتے ہیں، تو یہ ہیرے کی 2D شکل بن سکتا ہے جسے ڈائمین کہتے ہیں۔ مسئلہ یہ ہے کہ ایسا کرنا عام طور پر آسان نہیں ہوتا ہے۔ ایک راستہ کے لیے انتہائی زیادہ دباؤ کی ضرورت ہوتی ہے، اور جیسے ہی اس دباؤ کو ہٹایا جاتا ہے مواد واپس گرافین میں واپس آجاتا ہے۔ دیگر مطالعات نے گرافین میں ہائیڈروجن ایٹموں کو شامل کیا ہے، لیکن اس سے بانڈز کو کنٹرول کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔

نئی تحقیق کے لیے، انسٹی ٹیوٹ فار بیسک سائنس (IBS) اور السان نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (UNIST) کے محققین نے فلورین کے لیے ہائیڈروجن کو تبدیل کیا۔ خیال یہ ہے کہ بیلیئر گرافین کو فلورین سے بے نقاب کرکے، یہ دونوں تہوں کو ایک دوسرے کے قریب لاتا ہے، ان کے درمیان مضبوط بندھن پیدا کرتا ہے۔

ٹیم نے تانبے اور نکل سے بنے سبسٹریٹ پر کیمیائی بخارات جمع کرنے (CVD) کے آزمائے ہوئے اور صحیح طریقے کا استعمال کرتے ہوئے بائلیئر گرافین بنانے سے آغاز کیا۔ پھر، انہوں نے گرافین کو زینون ڈائی فلورائیڈ کے بخارات سے بے نقاب کیا۔ اس مرکب میں فلورین کاربن کے ایٹموں سے چپک جاتی ہے، گرافین کی تہوں کے درمیان بندھن کو مضبوط کرتی ہے اور فلورینیٹڈ ہیرے کی الٹراتھین تہہ بناتی ہے، جسے F-diamane کہا جاتا ہے۔

نیا عمل دوسروں کے مقابلے میں بہت آسان ہے، جس کی وجہ سے اس کی پیمائش کرنا نسبتاً آسان ہونا چاہیے۔ ہیرے کی الٹراتھن چادریں مضبوط، چھوٹے اور زیادہ لچکدار الیکٹرانک اجزاء، خاص طور پر ایک وسیع گیپ سیمی کنڈکٹر کے لیے بنا سکتی ہیں۔

مطالعہ کے پہلے مصنف، پاول وی بخاریف کہتے ہیں، "یہ سادہ فلورینیشن طریقہ قریب کے کمرے کے درجہ حرارت پر اور کم دباؤ میں پلازما یا کسی گیس ایکٹیویشن میکانزم کے استعمال کے بغیر کام کرتا ہے، اس لیے نقائص پیدا ہونے کے امکان کو کم کر دیتا ہے۔"