ഗ്രാഫീനിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച അൾട്രാ-നേർത്ത ഡയമണ്ട് ഫിലിം ഇലക്ട്രോണിക്സിനെ ശക്തിപ്പെടുത്തും

ഒരു ആറ്റം മാത്രം കട്ടിയുള്ളതാണെങ്കിലും ഗ്രാഫീൻ അവിശ്വസനീയമാംവിധം ശക്തമാണെന്ന് ഇതിനകം തന്നെ അറിയപ്പെടുന്നു. അപ്പോൾ അതിനെ എങ്ങനെ കൂടുതൽ ശക്തമാക്കാം? തീർച്ചയായും അതിനെ വജ്ര ഷീറ്റുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിലൂടെ. ഉയർന്ന മർദ്ദം ഉപയോഗിക്കാതെ തന്നെ ഗ്രാഫീനെ ഏറ്റവും കനം കുറഞ്ഞ വജ്ര ഫിലിമുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ രീതി ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ ഗവേഷകർ ഇപ്പോൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

ഗ്രാഫീൻ, ഗ്രാഫൈറ്റ്, വജ്രം എന്നിവയെല്ലാം ഒരേ വസ്തു കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് - കാർബൺ - എന്നാൽ ഈ വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ എങ്ങനെ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നതിലാണ്. ഒരു ആറ്റം മാത്രം കട്ടിയുള്ളതും തിരശ്ചീനമായി ശക്തമായ ബോണ്ടുകളുള്ളതുമായ ഒരു കാർബൺ ഷീറ്റാണ് ഗ്രാഫീൻ. ഗ്രാഫൈറ്റ് പരസ്പരം മുകളിൽ അടുക്കിയിരിക്കുന്ന ഗ്രാഫീൻ ഷീറ്റുകൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, ഓരോ ഷീറ്റിനുള്ളിലും ശക്തമായ ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ട്, എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത ഷീറ്റുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ദുർബലമായ ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ട്. വജ്രത്തിൽ, കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ ത്രിമാനങ്ങളിൽ വളരെ ശക്തമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് അവിശ്വസനീയമാംവിധം കഠിനമായ ഒരു വസ്തു സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഗ്രാഫീനിന്റെ പാളികൾക്കിടയിലുള്ള ബോണ്ടുകൾ ശക്തിപ്പെടുമ്പോൾ, അത് ഡയമെയ്ൻ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു 2D വജ്രമായി മാറും. പ്രശ്നം, ഇത് സാധാരണയായി ചെയ്യാൻ എളുപ്പമല്ല എന്നതാണ്. ഒരു വിധത്തിൽ വളരെ ഉയർന്ന മർദ്ദങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്, ആ മർദ്ദം നീക്കം ചെയ്താലുടൻ വസ്തു ഗ്രാഫീനിലേക്ക് തിരികെ പോകുന്നു. മറ്റ് പഠനങ്ങൾ ഗ്രാഫീനിൽ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ ചേർത്തിട്ടുണ്ട്, പക്ഷേ അത് ബോണ്ടുകൾ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.

പുതിയ പഠനത്തിനായി, ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ ബേസിക് സയൻസ് (ഐബിഎസ്), ഉൽസാൻ നാഷണൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജി (യുണിസ്റ്റ്) എന്നിവയിലെ ഗവേഷകർ ഹൈഡ്രജൻ മാറ്റി പകരം ഫ്ലൂറിൻ ഉപയോഗിച്ചു. ബൈലെയർ ഗ്രാഫീനെ ഫ്ലൂറിനുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നതിലൂടെ, അത് രണ്ട് പാളികളെയും കൂടുതൽ അടുപ്പിക്കുകയും അവയ്ക്കിടയിൽ ശക്തമായ ബന്ധങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ് ആശയം.

ചെമ്പും നിക്കലും കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഒരു അടിവസ്ത്രത്തിൽ, പരീക്ഷിച്ചു വിജയിച്ചതും സത്യവുമായ രീതിയിലുള്ള കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (CVD) ഉപയോഗിച്ച് ദ്വിപാളി ഗ്രാഫീൻ സൃഷ്ടിച്ചുകൊണ്ടാണ് സംഘം ആരംഭിച്ചത്. തുടർന്ന്, അവർ ഗ്രാഫീനിനെ സെനോൺ ഡൈഫ്ലൂറൈഡിന്റെ നീരാവിക്ക് വിധേയമാക്കി. ആ മിശ്രിതത്തിലെ ഫ്ലൂറിൻ കാർബൺ ആറ്റങ്ങളിൽ പറ്റിപ്പിടിച്ച്, ഗ്രാഫീൻ പാളികൾക്കിടയിലുള്ള ബന്ധനങ്ങൾ ശക്തിപ്പെടുത്തുകയും ഫ്ലൂറിനേറ്റഡ് വജ്രത്തിന്റെ ഒരു അൾട്രാ-നേർത്ത പാളി സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് F-ഡയമൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

പുതിയ പ്രക്രിയ മറ്റുള്ളവയെ അപേക്ഷിച്ച് വളരെ ലളിതമാണ്, ഇത് സ്കെയിൽ ചെയ്യുന്നത് താരതമ്യേന എളുപ്പമാക്കുന്നു. അൾട്രാനേർത്ത വജ്ര ഷീറ്റുകൾക്ക് കൂടുതൽ ശക്തവും ചെറുതും കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ളതുമായ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, പ്രത്യേകിച്ച് വൈഡ്-ഗാപ്പ് സെമി-കണ്ടക്ടർ.

"ഈ ലളിതമായ ഫ്ലൂറിനേഷൻ രീതി മുറിയുടെ അടുത്തുള്ള താപനിലയിലും താഴ്ന്ന മർദ്ദത്തിലും പ്ലാസ്മയോ വാതക ആക്ടിവേഷൻ സംവിധാനങ്ങളോ ഉപയോഗിക്കാതെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അതിനാൽ വൈകല്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള സാധ്യത കുറയ്ക്കുന്നു," പഠനത്തിന്റെ ആദ്യ രചയിതാവായ പവൽ വി. ബഖരേവ് പറയുന്നു.