Physics World сайтына катталганыңыз үчүн рахмат. Эгер сиз каалаган убакта маалыматыңызды өзгөрткүңүз келсе, Менин аккаунтума кириңиз.
Графит пленкалары электрондук түзүлүштөрдү электромагниттик (ЭМ) нурлануудан коргой алат, бирок аларды өндүрүүнүн учурдагы ыкмалары бир нече саатты талап кылат жана 3000 °C тегерегинде иштетүү температурасын талап кылат. Кытай Илимдер академиясынын Шэньян улуттук материал таануу лабораториясынын изилдөөчүлөр тобу никель фольгасынын ысык тилкелерин этанолдо чыңдоо менен бир нече секунданын ичинде жогорку сапаттагы графит пленкаларын жасоонун альтернативдүү жолун көрсөтүштү. Бул пленкалардын өсүү темпи учурдагы ыкмаларга караганда эки эседен ашык жогору жана пленкалардын электр өткөрүмдүүлүгү жана механикалык бекемдиги химиялык буу чөктүрүү (ХБЧ) аркылуу жасалган пленкалардын күчүнө барабар.
Бардык электрондук түзүлүштөр кандайдыр бир деңгээлде электромагниттик нурланууну пайда кылат. Түзмөктөр барган сайын кичирейип, барган сайын жогорку жыштыктарда иштеген сайын, электромагниттик тоскоолдуктардын (ЭКИ) потенциалы өсөт жана түзмөктүн, ошондой эле жакын жердеги электрондук системалардын иштешине терс таасирин тийгизиши мүмкүн.
Ван-дер-Ваальс күчтөрү менен кармалып турган графен катмарларынан түзүлгөн көмүртектин аллотропу болгон графит бир катар укмуштуудай электрдик, жылуулук жана механикалык касиеттерге ээ, бул аны электромагниттик нурлануудан (ЭМИ) натыйжалуу коргоочу кылат. Бирок, анын жогорку электр өткөрүмдүүлүгүнө ээ болушу үчүн ал өтө жука пленка түрүндө болушу керек, бул ЭМИ практикалык колдонмолору үчүн маанилүү, анткени бул материал ЭМИ толкундарын анын ичиндеги заряд ташуучулар менен өз ара аракеттенгенде чагылдырып жана сиңире алат дегенди билдирет.
Учурда графит пленкасын жасоонун негизги жолдору ароматтык полимерлердин жогорку температурадагы пиролизин же графен (GO) оксидин же графен нанобаракчаларын катмар-катмар тизүүнү камтыйт. Эки процесс тең 3000 °C тегерегиндеги жогорку температураны жана бир сааттык иштетүү убактысын талап кылат. CVDде талап кылынган температура төмөн (700дөн 1300 °Cге чейин), бирок вакуумда да нанометр калыңдыктагы пленкаларды жасоо үчүн бир нече саат талап кылынат.
Венцай Рен жетектеген топ азыр никель фольгасын аргон атмосферасында 1200 °C чейин ысытып, андан кийин бул фольганы 0 °C температурада этанолго тез чөмүлдүрүү менен бир нече секунданын ичинде ондогон нанометр калыңдыктагы жогорку сапаттагы графит пленкасын чыгарды. Этанолдун ажыроосунан пайда болгон көмүртек атомдору металлдын жогорку көмүртек эригичтигинин аркасында (1200 °C температурада 0,4% салмактык %) никельге жайылып, эрийт. Бул көмүртектин эригичтиги төмөнкү температурада бир топ төмөндөгөндүктөн, көмүртек атомдору кийинчерээк чыңдоо учурунда никельдин бетинен бөлүнүп, чөгүп, калың графит пленкасын пайда кылат. Изилдөөчүлөрдүн айтымында, никельдин эң сонун каталитикалык активдүүлүгү жогорку кристаллдык графиттин пайда болушуна да жардам берет.
Рен жана анын кесиптештери жогорку чечилиштеги өткөргүч микроскопиянын, рентген дифракциясынын жана Раман спектроскопиясынын айкалышын колдонуп, алар чыгарган графит чоң аянттарда өтө кристаллдуу, жакшы катмарланган жана көрүнгөн кемчиликтери жок экенин аныкташкан. Плёнканын электрондук өткөрүмдүүлүгү 2,6 x 105 S/m чейин жеткен, бул CVD же жогорку температуралуу ыкмалар менен өстүрүлгөн жана GO/графен пленкаларын баскан пленкаларга окшош.
Материалдын электромагниттик нурланууну канчалык деңгээлде тосо аларын текшерүү үчүн, топ полиэтилентерефталаттан (ПЭТ) жасалган субстраттарга 600 мм2 беттик аянттагы пленкаларды көчүрүштү. Андан кийин алар X-диапазонунун жыштык диапазонунда, 8,2 жана 12,4 ГГц аралыгында пленканын электромагниттик нурланууну коргоо эффективдүүлүгүн (ЭМЭ) өлчөштү. Алар болжол менен 77 нм калыңдыктагы пленка үчүн ЭМЭ SE 14,92 дБден ашык экенин аныкташты. Бул маани көбүрөөк пленкаларды бириктиргенде, бүтүндөй ЭМЭ диапазонунда 20 дБден ашыкка чейин көбөйөт (коммерциялык колдонмолор үчүн талап кылынган минималдуу маани). Чынында эле, беш даана графит пленкаларын камтыган пленканын (жалпысынан калыңдыгы 385 нм) ЭМЭ SE 28 дБга жакын, бул материал түшкөн радиациянын 99,84% тосо алаарын билдирет. Жалпысынан алганда, топ ЭМЭ коргоосун ЭМЭ X-диапазонунда 481 000 дБ/см2/г өлчөдү, бул мурда кабарланган бардык синтетикалык материалдардан ашып түштү.
Изилдөөчүлөрдүн айтымында, алардын графит пленкасы, алардын билишинче, кабарланган коргоочу материалдардын ичинен эң жукасы болуп саналат жана коммерциялык колдонмолор үчүн талаптарды канааттандыра турган электромагниттик коргоочу касиетке ээ. Анын механикалык касиеттери да жагымдуу. Материалдын сынуу күчү болжол менен 110 МПа (поликарбонат таянычына коюлган материалдын чыңалуу-деформация ийри сызыктарынан алынган) башка ыкмалар менен өстүрүлгөн графит пленкаларына караганда жогору. Плёнка да ийкемдүү жана электромагниттик коргоочу касиетин жоготпостон, 5 мм ийүү радиусу менен 1000 жолу ийилиши мүмкүн. Ал ошондой эле 550 °C чейин термикалык жактан туруктуу. Топ бул жана башка касиеттери аны аэрокосмостук, ошондой эле электроника жана оптоэлектроника сыяктуу көптөгөн тармактарда колдонуу үчүн өтө жука, жеңил, ийкемдүү жана натыйжалуу электромагниттик коргоочу материал катары колдонсо болот дегенди билдирет деп эсептейт.
Бул жаңы ачык кирүү журналынан материал таануудагы эң маанилүү жана кызыктуу жетишкендиктерди окуңуз.
Physics World IOP Publishing компаниясынын дүйнөлүк деңгээлдеги изилдөөлөрдү жана инновацияларды мүмкүн болушунча кеңири аудиторияга жеткирүү миссиясынын негизги бөлүгүн түзөт. Веб-сайт Physics World портфолиосунун бир бөлүгүн түзөт, бул дүйнөлүк илимий коомчулук үчүн онлайн, санариптик жана басма маалымат кызматтарынын жыйнагы.
Жарыяланган убактысы: 2020-жылдын 7-майы