Grafeen is reeds bekend daarvoor dat dit ongelooflik sterk is, ten spyte daarvan dat dit net een atoom dik is. So hoe kan dit nog sterker gemaak word? Deur dit natuurlik in diamantvelle te omskep. Navorsers in Suid-Korea het nou 'n nuwe metode ontwikkel om grafeen in die dunste diamantfilms te omskep, sonder om hoë druk te gebruik.
Grafeen, grafiet en diamant is almal van dieselfde materiaal gemaak – koolstof – maar die verskil tussen hierdie materiale is hoe die koolstofatome gerangskik en aan mekaar gebind is. Grafeen is 'n koolstoflaag wat slegs een atoom dik is, met sterk bindings tussen hulle horisontaal. Grafiet bestaan uit grafeenvelle wat bo-op mekaar gestapel is, met sterk bindings binne elke laag, maar swak bindings wat verskillende velle verbind. En in diamant is die koolstofatome baie sterker in drie dimensies verbind, wat 'n ongelooflik harde materiaal skep.
Wanneer die bindings tussen lae grafeen versterk word, kan dit 'n 2D-vorm van diamant word, bekend as diaman. Die probleem is dat dit gewoonlik nie maklik is om te doen nie. Een manier vereis uiters hoë druk, en sodra daardie druk verwyder word, keer die materiaal terug na grafeen. Ander studies het waterstofatome by die grafeen gevoeg, maar dit maak dit moeilik om die bindings te beheer.
Vir die nuwe studie het navorsers by die Instituut vir Basiese Wetenskap (IBS) en die Ulsan Nasionale Instituut vir Wetenskap en Tegnologie (UNIST) waterstof vir fluoor verruil. Die idee is dat deur dubbellaaggrafeen aan fluoor bloot te stel, dit die twee lae nader aan mekaar bring en sterker bande tussen hulle skep.
Die span het begin deur dubbellaaggrafeen te skep met behulp van die beproefde metode van chemiese dampafsetting (CVD), op 'n substraat gemaak van koper en nikkel. Daarna het hulle die grafeen blootgestel aan dampe van xenondifluoried. Die fluoor in daardie mengsel kleef aan die koolstofatome, wat die bindings tussen grafeenlae versterk en 'n ultradun laag gefluoreerde diamant skep, bekend as F-diaman.
Die nuwe proses is baie eenvoudiger as ander, wat dit relatief maklik behoort te maak om op te skaal. Ultradun diamantplate kan sterker, kleiner en meer buigsame elektroniese komponente maak, veral as 'n wye-gap halfgeleier.
“Hierdie eenvoudige fluoreringsmetode werk by kamertemperatuur en onder lae druk sonder die gebruik van plasma of enige gasaktiveringsmeganismes, en verminder dus die moontlikheid om defekte te skep,” sê Pavel V. Bakharev, eerste outeur van die studie.
Plasingstyd: 24 Apr-2020