Spas ji bo qeydkirina we li Physics World Heke hûn dixwazin di her kêliyê de agahdariya xwe biguherînin, ji kerema xwe serdana Hesabê min bikin
Fîlmên grafîtê dikarin amûrên elektronîkî ji tîrêjên elektromagnetîk (EM) biparêzin, lê teknîkên heyî yên ji bo çêkirina wan çend demjimêran digirin û germahiyên pêvajoyê yên dora 3000 °C hewce dikin. Tîmek lêkolîneran ji Laboratuwara Neteweyî ya Shenyang ji bo Zanista Materyalan li Akademiya Zanistên Çînê niha rêyek alternatîf a çêkirina fîlmên grafîtê yên bi kalîte di çend saniyan de bi vemirandina şerîtên germ ên pelê nîkelê di etanolê de nîşan dane. Rêjeya mezinbûnê ji bo van fîlman ji rêbazên heyî du rêzên mezinahî zêdetir e, û îhtîmala elektrîkê û hêza mekanîkî ya fîlman bi ya fîlmên ku bi karanîna danîna buxara kîmyewî (CVD) têne çêkirin re wekhev in.
Hemû cîhazên elektronîkî hin tîrêjên EM çêdikin. Her ku cîhaz biçûktir dibin û di frekansên bilindtir û bilindtir de dixebitin, potansiyela destwerdana elektromagnetîk (EMI) zêde dibe, û dikare bandorek neyînî li ser performansa cîhazê û her weha ya pergalên elektronîkî yên nêzîk bike.
Grafît, alotropek karbonê ye ku ji tebeqeyên grafînê yên ku bi hêzên van der Waals ve girêdayî ne hatiye çêkirin, xwedî hejmarek taybetmendiyên elektrîkî, germî û mekanîkî yên berbiçav e ku wê dike mertalek bi bandor li dijî EMI. Lêbelê, ji bo ku xwedan îhtîmalek bilind a elektrîkê be, divê ew di şiklê fîlimek pir zirav de be, ku ji bo sepanên pratîkî yên EMI girîng e ji ber ku ev tê vê wateyê ku materyal dikare pêlên EM nîşan bide û bigire dema ku ew bi hilgirên barkê yên di hundurê xwe de re têkilî daynin.
Niha, rêbazên sereke yên çêkirina fîlma grafîtê an pîrolîza germahiya bilind a polîmerên aromatîk an jî komkirina oksîda grafînê (GO) an nanopelên grafînê qat bi qat e. Her du pêvajo jî germahiyên bilind ên dora 3000 °C û demên pêvajoyê yên saetekê hewce dikin. Di CVD de, germahiyên pêwîst kêmtir in (di navbera 700 û 1300 °C de), lê çêkirina fîlmên bi qalindahiya nanometreyan, hetta di valahiyê de jî, çend demjimêran digire.
Tîmek bi serokatiya Wencai Ren, di nav çend saniyan de bi germkirina folya nîkelê heta 1200°C di atmosferek argonê de û dûv re bi lez û bez di etanolê de di 0°C de, fîlmek grafîtê ya bi kalîte bilind bi deh nanometreyan stûr çêkiriye. Atomên karbonê yên ku ji hilweşîna etanolê çêdibin, bi saya çareseriya karbonê ya bilind a metalê (0.4 wt% li 1200°C) belav dibin û di nav nîkelê de dihelin. Ji ber ku ev çareseriya karbonê di germahiya nizm de pir kêm dibe, atomên karbonê paşê di dema sarkirinê de ji rûyê nîkelê vediqetin û diherikin, û fîlmek grafîtê ya stûr çêdikin. Lêkolîner radigihînin ku çalakiya katalîtîk a hêja ya nîkelê di heman demê de dibe alîkar ku grafîtek pir krîstalî çêbibe.
Bi karanîna tevlîheviyek ji mîkroskopiya veguhestinê ya çareseriya bilind, difraksiyona tîrêjên X û spektroskopiya Raman, Ren û hevkarên wî dîtin ku grafîta ku wan hilberandiye li ser deverên mezin pir krîstalî ye, baş qatkirî ye û ti kêmasiyên berbiçav tê de tune ne. Şiyana guhêrbariya elektronê ya fîlmê bi qasî 2.6 x 105 S/m bilind bû, dişibihe fîlmên ku bi teknîkên CVD an germahiya bilind û pêçandina fîlmên GO/grafenê hatine mezin kirin.
Ji bo ceribandina ka materyal çiqas baş dikare tîrêjên EM asteng bike, tîmê fîlmên bi rûbera 600 mm2 li ser substratên ji polîetîlen tereftalat (PET) hatine çêkirin veguheztin. Piştre wan bandora parastina EMI (SE) ya fîlmê di rêza frekansa X-band de, di navbera 8.2 û 12.4 GHz de pîvan. Wan ji bo fîlmek bi qalindahiya nêzîkî 77 nm, EMI SE ji 14.92 dB zêdetir dît. Dema ku wan bêtir fîlm bi hev re li hev kirin, ev nirx di tevahiya X-band de digihîje zêdetirî 20 dB (nirxa herî kêm a pêwîst ji bo sepanên bazirganî). Bi rastî, fîlmek ku pênc perçeyên fîlmên grafît ên li hev hatine lixwekirin (bi tevahî bi qalindahiya dora 385 nm) xwedî EMI SE ya dora 28 dB ye, ku tê vê wateyê ku materyal dikare 99.84% ji tîrêjên ketinê asteng bike. Bi tevahî, tîmê parastina EMI ya 481,000 dB/cm2/g li seranserê X-band pîvand, ku ji hemî materyalên sentetîk ên ku berê hatine ragihandin çêtir performans nîşan da.
Lêkolîner dibêjin ku bi qasî ku ew dizanin, fîlma grafîtê ya wan di nav materyalên parastinê yên hatine ragihandin de ya herî zirav e, bi performansa parastina EMI ku dikare hewcedariya sepanên bazirganî bicîh bîne. Taybetmendiyên wê yên mekanîkî jî erênî ne. Hêza şikestina materyalê ya bi qasî 110 MPa (ku ji xêzên stres-zehmetiyê yên materyalê ku li ser piştgiriyek polîkarbonatê hatî danîn hatî derxistin) ji ya fîlmên grafîtê yên ku bi rêbazên din hatine mezin kirin bilindtir e. Fîlm jî nerm e, û dikare 1000 caran bi radyoya xwarbûnê ya 5 mm were bitewîne bêyî ku taybetmendiyên parastina EMI winda bike. Ew her weha heya 550 °C ji hêla germî ve aram e. Tîm bawer dike ku ev û taybetmendiyên din tê vê wateyê ku ew dikare wekî materyalek parastina EMI ya pir zirav, sivik, nerm û bibandor ji bo sepanên di gelek waran de, di nav de hewavaniyê û her weha elektronîk û optoelektronîkê, were bikar anîn.
Pêşketinên herî girîng û balkêş ên di zanista materyalan de di vê kovara nû ya gihîştina vekirî de bixwînin.
Physics World beşek girîng ji mîsyona IOP Publishing temsîl dike ku lêkolîn û nûjeniya asta cîhanî bi berfirehtirîn temaşevanan re ragihîne. Malper beşek ji portfoliyoya Physics World pêk tîne, ku berhevokek ji karûbarên agahdariya serhêl, dîjîtal û çapkirî ji bo civaka zanistî ya cîhanî ye.
Dema weşandinê: Gulan-07-2020