Графенът вече е известен с това, че е изключително здрав, въпреки че е дебел само един атом. И така, как може да се направи още по-здрав? Като се превърне в диамантени листове, разбира се. Изследователи в Южна Корея вече са разработили нов метод за превръщане на графена в най-тънките диамантени филми, без да е необходимо да се използва високо налягане.
Графенът, графитът и диамантът са направени от едно и също вещество – въглерод – но разликата между тези материали е как въглеродните атоми са подредени и свързани помежду си. Графенът е слой от въглерод, който е дебел само един атом, със силни хоризонтални връзки между тях. Графитът е съставен от графенови листове, подредени един върху друг, със силни връзки във всеки лист, но слаби, свързващи различните листове. А в диаманта въглеродните атоми са много по-силно свързани в три измерения, създавайки невероятно твърд материал.
Когато връзките между слоевете графен се укрепят, той може да се превърне в двуизмерна форма на диамант, известна като диаман. Проблемът е, че това обикновено не е лесно да се направи. Единият начин изисква изключително високо налягане и веднага щом това налягане се премахне, материалът се връща обратно в графен. Други изследвания са добавили водородни атоми към графена, но това затруднява контрола на връзките.
За новото проучване, изследователи от Института за фундаментални науки (IBS) и Националния институт за наука и технологии в Улсан (UNIST) замениха водорода с флуор. Идеята е, че чрез излагане на двуслоен графен на флуор, двата слоя се сближават, създавайки по-силни връзки между тях.
Екипът започна със създаването на двуслоен графен, използвайки изпитания метод за химическо отлагане от пари (CVD), върху субстрат, изработен от мед и никел. След това те изложиха графена на пари от ксенонов дифлуорид. Флуорът в тази смес се залепва за въглеродните атоми, укрепвайки връзките между слоевете на графен и създавайки ултратънък слой от флуориран диамант, известен като F-диаман.
Новият процес е далеч по-опростен от другите, което би трябвало да улесни мащабирането му. Ултратънките диамантени листове биха могли да доведат до по-здрави, по-малки и по-гъвкави електронни компоненти, особено като полупроводник с широка междина.
„Този прост метод на флуориране работи при температура, близка до стайна, и под ниско налягане, без използването на плазма или каквито и да било механизми за активиране на газ, като по този начин намалява възможността за създаване на дефекти“, казва Павел В. Бахарев, първи автор на изследването.
Време на публикуване: 24 април 2020 г.