Qrafen, cəmi bir atom qalınlığında olmasına baxmayaraq, inanılmaz dərəcədə möhkəm olması ilə tanınır. Bəs onu necə daha da möhkəm etmək olar? Əlbəttə ki, onu almaz təbəqələrinə çevirməklə. Cənubi Koreyadakı tədqiqatçılar yüksək təzyiqdən istifadə etmədən qrafeni ən nazik almaz təbəqələrinə çevirmək üçün yeni bir üsul hazırlayıblar.
Qrafen, qrafit və almaz hamısı eyni maddədən - karbondan - hazırlanır, lakin bu materiallar arasındakı fərq karbon atomlarının necə düzülməsi və bir-birinə necə bağlanmasıdır. Qrafen, aralarında üfüqi olaraq güclü rabitə olan cəmi bir atom qalınlığında olan bir karbon təbəqəsidir. Qrafit, hər təbəqənin içərisində güclü rabitə, lakin fərqli təbəqələri birləşdirən zəif rabitə olan bir-birinin üstünə yığılmış qrafen təbəqələrindən ibarətdir. Almazda isə karbon atomları üç ölçüdə daha güclü şəkildə birləşir və inanılmaz dərəcədə sərt bir material yaradır.
Qrafen təbəqələri arasındakı bağlar möhkəmləndikdə, o, diaman kimi tanınan 2D almaz formasına çevrilə bilər. Problem ondadır ki, bunu etmək adətən asan deyil. Bir yol olduqca yüksək təzyiq tələb edir və bu təzyiq aradan qaldırılan kimi material yenidən qrafenə çevrilir. Digər tədqiqatlar qrafenə hidrogen atomları əlavə edib, lakin bu, bağları idarə etməyi çətinləşdirir.
Yeni tədqiqat üçün Təməl Elmlər İnstitutunun (IBS) və Ulsan Milli Elm və Texnologiya İnstitutunun (UNIST) tədqiqatçıları hidrogeni flüorla əvəz etdilər. İdeya ondan ibarətdir ki, ikiqatlı qrafen flüora məruz qalmaqla iki təbəqə bir-birinə daha da yaxınlaşır və aralarında daha güclü bağlar yaradır.
Komanda mis və nikeldən hazırlanmış substrat üzərində sınaqdan keçirilmiş və etibarlı kimyəvi buxar çökdürmə metodundan (CVD) istifadə edərək ikiqatlı qrafen yaratmaqla başladı. Daha sonra onlar qrafeni ksenon difluorid buxarlarına məruz qoydular. Həmin qarışıqdakı flüor karbon atomlarına yapışaraq qrafen təbəqələri arasındakı bağları gücləndirir və F-diaman kimi tanınan ultra nazik flüorlu almaz təbəqəsi yaradır.
Yeni proses digərlərindən daha sadədir və bu da onun miqyasını genişləndirməyi nisbətən asanlaşdırmalıdır. Ultra nazik almaz təbəqələri, xüsusən də geniş boşluqlu yarımkeçirici kimi daha güclü, daha kiçik və daha çevik elektron komponentlər yarada bilər.
Tədqiqatın ilk müəllifi Pavel V. Baxarev deyir: “Bu sadə flüorlaşdırma metodu otaq temperaturunda və aşağı təzyiq altında plazma və ya hər hansı qaz aktivləşdirmə mexanizmlərindən istifadə etmədən işləyir və buna görə də qüsurların yaranma ehtimalını azaldır”.
Yayımlanma vaxtı: 24 aprel 2020