Go raibh maith agat as clárú le Physics World. Más mian leat do shonraí a athrú tráth ar bith, tabhair cuairt ar Mo chuntas.
Is féidir le scannáin ghraifíte gléasanna leictreonacha a chosaint ó radaíocht leictreamaighnéadach (EM), ach tógann na teicnící reatha chun iad a mhonarú roinnt uaireanta an chloig agus teastaíonn teochtaí próiseála de thart ar 3000 °C uathu. Tá bealach malartach léirithe ag foireann taighdeoirí ó Shaotharlann Náisiúnta Eolaíochta Ábhar Shenyang in Acadamh Eolaíochtaí na Síne anois chun scannáin ghraifíte ardchaighdeáin a dhéanamh i gceann cúpla soicind trí stiallacha te scragall nicil a mhúchadh in eatánól. Tá an ráta fáis do na scannáin seo níos mó ná dhá ord méide níos airde ná mar atá i modhanna atá ann cheana féin, agus tá seoltacht leictreach agus neart meicniúil na scannán ar aon dul le scannáin a dhéantar ag baint úsáide as taisceadh gaile ceimiceach (CVD).
Gineann gach gléas leictreonach radaíocht leictreamaighnéadach (EM) éigin. De réir mar a éiríonn gléasanna níos lú agus níos lú agus a oibríonn siad ag minicíochtaí níos airde agus níos airde, méadaíonn an baol go dtarlóidh cur isteach leictreamaighnéadach (EMI), agus is féidir leis drochthionchar a imirt ar fheidhmíocht na gléasanna chomh maith le feidhmíocht córas leictreonach in aice láimhe.
Is allotróp carbóin é graifít atá tógtha as sraitheanna graiféine atá ceangailte le chéile ag fórsaí van der Waals, agus tá roinnt airíonna suntasacha leictreacha, teirmeacha agus meicniúla aige a fhágann gur sciath éifeachtach é i gcoinne EMI. Mar sin féin, ní mór dó a bheith i bhfoirm scannáin an-tanaí le go mbeidh seoltacht leictreach ard aige, rud atá tábhachtach d'fheidhmchláir phraiticiúla EMI mar ciallaíonn sé gur féidir leis an ábhar tonnta EM a léiriú agus a ionsú agus iad ag idirghníomhú leis na hiompróirí luchta istigh ann.
Faoi láthair, is iad na príomhbhealaí chun scannán graifíte a dhéanamh ná pirilís ardteochta polaiméirí aramatacha nó nana-bhileoga ocsaíd ghraifíne (GO) nó ghraifíne a chruachadh ciseal ar chiseal. Éilíonn an dá phróiseas teochtaí arda de thart ar 3000 °C agus amanna próiseála uair an chloig. I CVD, tá na teochtaí riachtanacha níos ísle (idir 700 agus 1300 °C), ach tógann sé cúpla uair an chloig scannáin nanaiméadar tiubh a dhéanamh, fiú i bhfolús.
Tá foireann faoi cheannas Wencai Ren tar éis scannán graifíte ardchaighdeáin atá deicheanna nanaiméadar ar tiús a tháirgeadh laistigh de chúpla soicind trí scragall nicil a théamh go 1200 °C in atmaisféar argóin agus ansin an scragall seo a thumadh go tapa in eatánól ag 0 °C. Scaipeann agus tuaslagann na hadaimh charbóin a tháirgtear ó dhianscaoileadh eatánóil isteach sa nicil a bhuíochas le hintuaslagthacht ard carbóin an mhiotail (0.4% de réir meáchain ag 1200 °C). Toisc go laghdaíonn an intuaslagthacht carbóin seo go mór ag teocht íseal, scarann na hadaimh charbóin agus deascaíonn siad ina dhiaidh sin ó dhromchla an nicil le linn múchta, rud a tháirgeann scannán graifíte tiubh. Tuairiscíonn na taighdeoirí go gcabhraíonn gníomhaíocht chatalaíoch den scoth nicil le foirmiú graifíte ardchriostalach freisin.
Ag baint úsáide as meascán de mhicreascópacht tarchuir ardtaifigh, difreacht X-gha agus speictreascópacht Raman, fuair Ren agus a chomhghleacaithe go raibh an graifít a tháirg siad an-chriostalach thar limistéir mhóra, dea-shraithe agus gan aon lochtanna le feiceáil. Bhí seoltacht leictreon an scannáin chomh hard le 2.6 x 105 S/m, cosúil le scannáin a fhástar trí theicnící CVD nó ardteochta agus brú scannáin GO/graféine.
Chun tástáil a dhéanamh ar cé chomh maith agus a d’fhéadfadh an t-ábhar radaíocht EM a bhac, aistrigh an fhoireann scannáin le hachar dromchla 600 mm2 ar foshraitheanna déanta as poileitiléin teireataláit (PET). Ansin thomhais siad éifeachtacht sciath EMI (SE) an scannáin i raon minicíochta an bhanda-X, idir 8.2 agus 12.4 GHz. Fuair siad EMI SE de níos mó ná 14.92 dB do scannán atá thart ar 77 nm ar tiús. Méadaíonn an luach seo go dtí níos mó ná 20 dB (an luach íosta atá riachtanach d’fheidhmchláir tráchtála) sa bhanda-X ar fad nuair a chruachadh siad níos mó scannán le chéile. Go deimhin, tá EMI SE de thart ar 28 dB ag scannán ina bhfuil cúig phíosa de scannáin ghraifíte cruachta (thart ar 385 nm ar tiús san iomlán), rud a chiallaíonn gur féidir leis an ábhar 99.84% den radaíocht teagmhais a bhac. Tríd is tríd, thomhais an fhoireann sciath EMI de 481,000 dB/cm2/g ar fud an bhanda-X, ag sárú gach ábhar sintéiseach a tuairiscíodh roimhe seo.
Deir na taighdeoirí, chomh fada agus is eol dóibh, gurb é a scannán graifíte an ceann is tanaí i measc na n-ábhar sciatha a tuairiscíodh, le feidhmíocht sciatha EMI ar féidir leis freastal ar an riachtanas le haghaidh feidhmeanna tráchtála. Tá a airíonna meicniúla fabhrach freisin. Tá neart briste an ábhair de thart ar 110 MPa (a bhaintear as cuar struis-stráinne an ábhair a chuirtear ar thaca polacharbónáite) níos airde ná neart briste na scannán graifíte a fhástar leis na modhanna eile. Tá an scannán solúbtha freisin, agus is féidir é a lúbadh 1000 uair le ga lúbtha 5 mm gan a airíonna sciatha EMI a chailleadh. Tá sé cobhsaí go teirmeach freisin suas le 550 °C. Creideann an fhoireann go gciallódh na hairíonna seo agus airíonna eile gur féidir é a úsáid mar ábhar sciatha EMI ultra-thanaí, éadrom, solúbtha agus éifeachtach le haghaidh feidhmeanna i go leor réimsí, lena n-áirítear aeraspás chomh maith le leictreonaic agus optoelectronics.
Léigh na dul chun cinn is suntasaí agus is spreagúla san eolaíocht ábhar san iris nua rochtana oscailte seo.
Is cuid lárnach de mhisean IOP Publishing é Physics World chun taighde agus nuálaíocht den scoth a chur in iúl don lucht féachana is leithne is féidir. Tá an suíomh Gréasáin mar chuid de phunann Physics World, bailiúchán de sheirbhísí faisnéise ar líne, digiteacha agus clóite don phobal eolaíochta domhanda.
Am an phoist: 7 Bealtaine 2020