تيزي سان وڌندڙ گريفائيٽ فلم برقي مقناطيسي تابڪاري کي روڪي ٿي

فزڪس ورلڊ سان رجسٽر ٿيڻ جي مهرباني جيڪڏهن توهان ڪنهن به وقت پنهنجي تفصيل تبديل ڪرڻ چاهيو ٿا، مهرباني ڪري منهنجو اڪائونٽ تي وڃو.

گريفائيٽ فلمون اليڪٽرانڪ ڊوائيسز کي برقي مقناطيسي (EM) تابڪاري کان بچائي سگهن ٿيون، پر انهن جي پيداوار لاءِ موجوده طريقا ڪيترائي ڪلاڪ لڳن ٿا ۽ انهن کي 3000 °C جي پروسيسنگ گرمي پد جي ضرورت آهي. چيني اڪيڊمي آف سائنسز ۾ شين يانگ نيشنل ليبارٽري فار ميٽيريل سائنس جي محققن جي هڪ ٽيم هاڻي ايٿانول ۾ نڪل ورق جي گرم پٽين کي بجھا ڪري صرف چند سيڪنڊن ۾ اعليٰ معيار جي گريفائيٽ فلمون ٺاهڻ جو هڪ متبادل طريقو ڏيکاريو آهي. انهن فلمن جي واڌ جي شرح موجوده طريقن جي ڀيٽ ۾ ٻن آرڊرن جي شدت کان وڌيڪ آهي، ۽ فلمن جي برقي چالکائي ۽ ميڪيڪل طاقت ڪيميائي وانپ جمع (CVD) استعمال ڪندي ٺاهيل فلمن جي برابر آهي.

سڀئي اليڪٽرانڪ ڊوائيسز ڪجهه EM تابڪاري پيدا ڪن ٿا. جيئن جيئن ڊوائيسز ننڍا ٿيندا وڃن ٿا ۽ وڌيڪ ۽ وڌيڪ فريڪوئنسي تي ڪم ڪن ٿا، برقي مقناطيسي مداخلت (EMI) جو امڪان وڌي ٿو، ۽ ڊوائيس جي ڪارڪردگي ۽ ويجهي اليڪٽرانڪ سسٽم جي ڪارڪردگي تي منفي اثر انداز ٿي سگهي ٿو.

گريفائيٽ، ڪاربان جو هڪ ايلوٽروپ جيڪو گرافين جي تہن مان ٺهيل آهي جيڪو وين ڊير والز قوتن پاران گڏ ڪيل آهي، ان ۾ ڪيتريون ئي قابل ذڪر برقي، حرارتي ۽ ميڪيڪل خاصيتون آهن جيڪي ان کي EMI جي خلاف هڪ مؤثر ڍال بڻائين ٿيون. بهرحال، ان کي هڪ تمام پتلي فلم جي صورت ۾ هجڻ جي ضرورت آهي ته جيئن ان ۾ هڪ اعلي برقي چالکائي هجي، جيڪا عملي EMI ايپليڪيشنن لاءِ اهم آهي ڇاڪاڻ ته ان جو مطلب آهي ته مواد EM لهرن کي عڪاسي ۽ جذب ڪري سگهي ٿو جيئن اهي ان جي اندر چارج ڪيريئرز سان لهه وچڙ ڪن ٿا.

هن وقت، گريفائيٽ فلم ٺاهڻ جا مکيه طريقا يا ته خوشبودار پوليمر جي اعليٰ درجه حرارت واري پائروليسس يا گرافين (GO) آڪسائيڊ يا گرافين نانو شيٽس کي پرت ذريعي پرت ۾ اسٽيڪ ڪرڻ شامل آهن. ٻنهي عملن لاءِ تقريباً 3000 °C جي اعليٰ درجه حرارت ۽ هڪ ڪلاڪ جي پروسيسنگ وقت جي ضرورت هوندي آهي. CVD ۾، گهربل درجه حرارت گهٽ هوندو آهي (700 کان 1300 °C جي وچ ۾)، پر نانو ميٽر ٿلهي فلمون ٺاهڻ ۾ ڪجهه ڪلاڪ لڳندا آهن، جيتوڻيڪ ويڪيوم ۾.

وينڪائي رين جي اڳواڻي ۾ هڪ ٽيم هاڻي ڪجهه سيڪنڊن اندر نائي ميٽرن جي ٿلهي اعليٰ معيار جي گريفائيٽ فلم تيار ڪئي آهي، نڪل ورق کي آرگن ماحول ۾ 1200 °C تي گرم ڪري ۽ پوءِ تيزيءَ سان هن ورق کي 0 °C تي ايٿانول ۾ ٻوڙي ڇڏيو آهي. ايٿانول جي سڙڻ مان پيدا ٿيندڙ ڪاربان ايٽم ڌاتو جي اعليٰ ڪاربن حل پذيري (1200 °C تي 0.4 wt%) جي ڪري نڪل ۾ ڦهلجي ويندا آهن ۽ حل ٿي ويندا آهن. ڇاڪاڻ ته هي ڪاربن حل پذيري گهٽ درجه حرارت تي تمام گهٽجي ويندي آهي، ڪاربن ايٽم بعد ۾ ڪونچنگ دوران نڪل جي مٿاڇري کان الڳ ٿي ويندا آهن ۽ تيز ٿي ويندا آهن، هڪ ٿلهي گريفائيٽ فلم پيدا ڪندا آهن. محققن جي رپورٽ آهي ته نڪل جي بهترين ڪيٽيليٽڪ سرگرمي انتهائي ڪرسٽل گريفائيٽ جي ٺهڻ ۾ پڻ مدد ڪري ٿي.

هاءِ ريزوليوشن ٽرانسميشن مائڪروسڪوپي، ايڪس ري ڊفرڪشن ۽ رامن اسپيڪٽروسڪوپي جي ميلاپ کي استعمال ڪندي، رين ۽ ساٿين اهو ڏٺو ته انهن جي پيدا ڪيل گريفائٽ وڏين علائقن تي انتهائي ڪرسٽل لائن هئي، چڱي طرح پرت ٿيل هئي ۽ ان ۾ ڪو به نظر نه ايندڙ نقص نه هو. فلم جي اليڪٽران چالکائي 2.6 x 105 S/m جيتري هئي، جيڪا CVD يا اعليٰ درجه حرارت جي ٽيڪنڪ ۽ GO/گرافين فلمن جي دٻاءُ ذريعي پيدا ٿيندڙ فلمن جي برابر هئي.

اهو جانچڻ لاءِ ته مواد ڪيتري حد تائين EM تابڪاري کي روڪي سگهي ٿو، ٽيم 600 mm2 جي مٿاڇري واري علائقي واري فلمن کي پوليٿيلين ٽيريفٿليٽ (PET) مان ٺهيل سبسٽريٽ تي منتقل ڪيو. پوءِ انهن فلم جي EMI شيلڊنگ اثرائتي (SE) کي X-بينڊ فريڪوئنسي رينج ۾، 8.2 ۽ 12.4 GHz جي وچ ۾ ماپيو. انهن کي تقريبن 77 nm ٿلهي فلم لاءِ 14.92 dB کان وڌيڪ EMI SE مليو. جڏهن اهي وڌيڪ فلمون گڏ ڪندا آهن ته اهو قدر پوري X-بينڊ ۾ 20 dB (تجارتي ايپليڪيشنن لاءِ گهربل گهٽ ۾ گهٽ قدر) کان وڌيڪ ٿي ويندو آهي. درحقيقت، هڪ فلم جنهن ۾ اسٽيڪ ٿيل گريفائيٽ فلمن جا پنج ٽڪرا هوندا آهن (مجموعي طور تي 385 nm ٿلهي) ۾ EMI SE لڳ ڀڳ 28 dB هوندو آهي، جنهن جو مطلب آهي ته مواد واقعي جي تابڪاري جي 99.84٪ کي روڪي سگهي ٿو. مجموعي طور تي، ٽيم X-بينڊ ۾ 481,000 dB/cm2/g جي EMI شيلڊنگ کي ماپيو، جيڪو اڳ ۾ رپورٽ ڪيل سڀني مصنوعي مواد کان بهتر ڪارڪردگي ڏيکاري ٿو.

محققن جو چوڻ آهي ته انهن جي بهترين ڄاڻ موجب، انهن جي گريفائيٽ فلم رپورٽ ٿيل شيلڊنگ مواد ۾ سڀ کان پتلي آهي، جنهن ۾ EMI شيلڊنگ ڪارڪردگي ڪمرشل ايپليڪيشنن جي ضرورت کي پورو ڪري سگهي ٿي. ان جون ميڪيڪل خاصيتون پڻ سازگار آهن. مواد جي فريڪچر طاقت تقريبن 110 MPa (پولي ڪاربونيٽ سپورٽ تي رکيل مواد جي دٻاءُ-تناؤ واري وکر مان ڪڍيل) ٻين طريقن سان پوکيل گريفائيٽ فلمن کان وڌيڪ آهي. فلم لچڪدار پڻ آهي، ۽ ان جي EMI شيلڊنگ خاصيتن کي وڃائڻ کان سواءِ 5 ملي ميٽر جي موڙيندڙ ريڊيس سان 1000 ڀيرا موڙي سگهجي ٿي. اهو 550 °C تائين حرارتي طور تي مستحڪم پڻ آهي. ٽيم جو خيال آهي ته انهن ۽ ٻين خاصيتن جو مطلب آهي ته ان کي ڪيترن ئي علائقن ۾ ايپليڪيشنن لاءِ الٽرا پتلي، هلڪو وزن، لچڪدار ۽ اثرائتي EMI شيلڊنگ مواد طور استعمال ڪري سگهجي ٿو، جنهن ۾ ايرو اسپيس ۽ اليڪٽرانڪس ۽ آپٽو اليڪٽرانڪس شامل آهن.

هن نئين اوپن ايڪسيس جرنل ۾ مواد سائنس ۾ سڀ کان اهم ۽ دلچسپ ترقي پڙهو.

فزڪس ورلڊ IOP پبلشنگ جي مشن جو هڪ اهم حصو آهي جيڪو عالمي سطح جي تحقيق ۽ جدت کي وڌ کان وڌ ممڪن سامعين تائين پهچائڻ آهي. ويب سائيٽ فزڪس ورلڊ پورٽ فوليو جو حصو بڻجي ٿي، جيڪو عالمي سائنسي برادري لاءِ آن لائن، ڊجيٽل ۽ پرنٽ معلوماتي خدمتن جو هڪ مجموعو آهي.