Графен ужо вядомы сваёй неверагоднай трываласцю, нягледзячы на тое, што яго таўшчыня складае ўсяго адзін атам. Дык як жа зрабіць яго яшчэ мацнейшым? Вядома ж, ператварыўшы яго ў алмазныя лісты. Даследчыкі з Паўднёвай Карэі распрацавалі новы метад пераўтварэння графена ў найтанчэйшыя алмазныя плёнкі без выкарыстання высокага ціску.
Графен, графіт і алмаз складаюцца з аднаго і таго ж рэчыва — вугляроду, — але розніца паміж гэтымі матэрыяламі заключаецца ў тым, як размешчаны і звязаны атамы вугляроду. Графен — гэта пласт вугляроду таўшчынёй усяго ў адзін атам з моцнымі гарызантальнымі сувязямі паміж імі. Графіт складаецца з лістоў графена, якія ляжаць адзін на адным, прычым моцныя сувязі ўнутры кожнага пласта, але слабыя злучаюць розныя пласты. А ў алмазе атамы вугляроду значна мацней звязаны ў трох вымярэннях, ствараючы неверагодна цвёрды матэрыял.
Калі сувязі паміж пластамі графена ўмацоўваюцца, ён можа ператварыцца ў двухмерную форму алмаза, вядомую як дыяман. Праблема ў тым, што звычайна гэта няпроста зрабіць. Адзін са спосабаў патрабуе надзвычай высокага ціску, і як толькі гэты ціск здымаецца, матэрыял зноў ператвараецца ў графен. Іншыя даследаванні дадавалі атамы вадароду ў графен, але гэта ўскладняе кантроль сувязяў.
Для новага даследавання даследчыкі з Інстытута фундаментальных навук (IBS) і Ульсанскага нацыянальнага інстытута навукі і тэхналогій (UNIST) замянілі вадарод фторам. Ідэя заключаецца ў тым, што, падвяргаючы двухслаёвы графен уздзеянню фтору, гэта збліжае два пласты адзін з адным, ствараючы больш моцныя сувязі паміж імі.
Каманда пачала са стварэння двухслаёвага графена з дапамогай праверанага метаду хімічнага асаджэння з паравой фазы (CVD) на падкладцы з медзі і нікеля. Затым яны падвергнулі графен уздзеянню пароў дыфтарыду ксенону. Фтор у гэтай сумесі прыліпае да атамаў вугляроду, умацоўваючы сувязі паміж пластамі графена і ствараючы ультратонкі пласт фтарыраванага алмаза, вядомага як F-дыяман.
Новы працэс значна прасцейшы за іншыя, што павінна зрабіць яго маштабаванне адносна лёгкім. Ультратонкія алмазныя лісты могуць зрабіць электронныя кампаненты больш трывалымі, меншымі і больш гнуткімі, асабліва ў якасці шыроказоннага паўправадніка.
«Гэты просты метад фтаравання працуе пры тэмпературы, блізкай да пакаёвай, і пад нізкім ціскам без выкарыстання плазмы або якіх-небудзь механізмаў актывацыі газу, што змяншае верагоднасць узнікнення дэфектаў», — кажа Павел В. Бахараў, першы аўтар даследавання.
Час публікацыі: 24 красавіка 2020 г.