ඉක්මනින් වැඩුණු මිනිරන් පටලයක් විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණ අවහිර කරයි.

Physics World සමඟ ලියාපදිංචි වීම ගැන ඔබට ස්තූතියි. ඕනෑම අවස්ථාවක ඔබේ විස්තර වෙනස් කිරීමට අවශ්‍ය නම්, කරුණාකර මගේ ගිණුමට පිවිසෙන්න.

ග්‍රැෆයිට් පටල මගින් විද්‍යුත් උපාංග විද්‍යුත් චුම්භක (EM) විකිරණවලින් ආරක්ෂා කළ හැකි නමුත් ඒවා නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා වත්මන් ශිල්පීය ක්‍රම සඳහා පැය කිහිපයක් ගත වන අතර සැකසුම් උෂ්ණත්වය 3000 °C පමණ අවශ්‍ය වේ. චීන විද්‍යා ඇකඩමියේ ෂෙන්යැං ජාතික ද්‍රව්‍ය විද්‍යාව පිළිබඳ රසායනාගාරයේ පර්යේෂකයින් කණ්ඩායමක් දැන් එතනෝල් වල උණුසුම් නිකල් තීරු නිවා දැමීමෙන් තත්පර කිහිපයකින් උසස් තත්ත්වයේ මිනිරන් පටල සෑදීමේ විකල්ප ක්‍රමයක් පෙන්නුම් කර ඇත. මෙම පටල සඳහා වර්ධන වේගය පවතින ක්‍රමවලට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙල දෙකකට වඩා වැඩි වන අතර, චිත්‍රපටවල විද්‍යුත් සන්නායකතාවය සහ යාන්ත්‍රික ශක්තිය රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (CVD) භාවිතයෙන් සාදන ලද පටලවලට සමාන වේ.

සියලුම ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග යම් EM විකිරණ නිපදවයි. උපාංග කුඩා වන විට සහ ඉහළ සහ ඉහළ සංඛ්‍යාතවල ක්‍රියාත්මක වන විට, විද්‍යුත් චුම්භක මැදිහත්වීම් (EMI) සඳහා ඇති විභවය වර්ධනය වන අතර, එය උපාංගයේ මෙන්ම අසල ඇති ඉලෙක්ට්‍රොනික පද්ධතිවල ක්‍රියාකාරිත්වයට අහිතකර ලෙස බලපෑ හැකිය.

වැන් ඩර් වෝල්ස් බලවේග මගින් එකට තබා ඇති ග්‍රැෆීන් ස්ථර වලින් සාදන ලද කාබන් විභේදනයක් වන ග්‍රැෆයිට්, EMI වලට එරෙහිව ඵලදායී පලිහක් බවට පත් කරන කැපී පෙනෙන විද්‍යුත්, තාප සහ යාන්ත්‍රික ගුණාංග ගණනාවක් ඇත. කෙසේ වෙතත්, ඉහළ විද්‍යුත් සන්නායකතාවක් තිබීම සඳහා එය ඉතා තුනී පටලයක ස්වරූපයෙන් තිබිය යුතුය, එය ප්‍රායෝගික EMI යෙදුම් සඳහා වැදගත් වේ, මන්ද එයින් අදහස් වන්නේ ද්‍රව්‍යය එහි ඇතුළත ආරෝපණ වාහක සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කරන විට EM තරංග පරාවර්තනය කර අවශෝෂණය කර ගත හැකි බවයි.

වර්තමානයේ, මිනිරන් පටල සෑදීමේ ප්‍රධාන ක්‍රම වන්නේ ඇරෝමැටික පොලිමර්වල ඉහළ උෂ්ණත්ව පයිරොලිසිස් හෝ ග්‍රැෆීන් (GO) ඔක්සයිඩ් හෝ ග්‍රැෆීන් නැනෝෂීට් ස්ථරයෙන් ස්ථරයට ගොඩගැසීමයි. ක්‍රියාවලි දෙකටම 3000 °C පමණ ඉහළ උෂ්ණත්වයක් සහ පැයක සැකසුම් කාලයක් අවශ්‍ය වේ. CVD හි, අවශ්‍ය උෂ්ණත්වය අඩු වේ (700 සිට 1300 °C අතර), නමුත් රික්තයක් තුළ පවා නැනෝමීටර ඝන පටල සෑදීමට පැය කිහිපයක් ගත වේ.

වෙන්කායි රෙන් ප්‍රමුඛ කණ්ඩායමක් දැන් ආගන් වායුගෝලයක නිකල් තීරු 1200 °C දක්වා රත් කර, පසුව 0 °C දී එතනෝල් වල මෙම තීරු වේගයෙන් ගිල්වීමෙන් තත්පර කිහිපයක් ඇතුළත නැනෝමීටර දස දහස් ගණනක් ඝනකමකින් යුත් උසස් තත්ත්වයේ මිනිරන් පටලයක් නිපදවා ඇත. එතනෝල් වියෝජනයෙන් නිපදවන කාබන් පරමාණු ලෝහයේ ඉහළ කාබන් ද්‍රාව්‍යතාවයට (1200 °C දී 0.4 wt%) ස්තූතිවන්ත වන පරිදි විසරණය වී නිකල් තුළට දිය වේ. මෙම කාබන් ද්‍රාව්‍යතාවය අඩු උෂ්ණත්වයේ දී බෙහෙවින් අඩු වන බැවින්, කාබන් පරමාණු පසුව නිවාදැමීමේදී නිකල් මතුපිටින් වෙන් වී අවක්ෂේපණය වී ඝන මිනිරන් පටලයක් නිපදවයි. පර්යේෂකයන් වාර්තා කරන්නේ නිකල් වල විශිෂ්ට උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරිත්වය ඉතා ස්ඵටිකරූපී මිනිරන් සෑදීමට ද උපකාරී වන බවයි.

අධි-විභේදන සම්ප්‍රේෂණ අන්වීක්ෂය, එක්ස් කිරණ විවර්තනය සහ රාමන් වර්ණාවලීක්ෂය යන සංයෝගයක් භාවිතා කරමින්, රෙන් සහ සගයන් සොයා ගත්තේ ඔවුන් නිෂ්පාදනය කළ මිනිරන් විශාල ප්‍රදේශ පුරා ඉතා ස්ඵටිකරූපී බවත්, හොඳින් ස්ථර කර ඇති බවත්, දෘශ්‍යමාන දෝෂ අඩංගු නොවන බවත්ය. පටලයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සන්නායකතාවය 2.6 x 105 S/m තරම් ඉහළ අගයක් ගත් අතර, එය CVD හෝ ඉහළ-උෂ්ණත්ව ශිල්පීය ක්‍රම සහ GO/ග්‍රැෆීන් පටල එබීම මගින් වගා කරන ලද පටලවලට සමාන විය.

ද්‍රව්‍යයට EM විකිරණ කොතරම් හොඳින් අවහිර කළ හැකිද යන්න පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, කණ්ඩායම 600 mm2 මතුපිට ප්‍රදේශයක් සහිත පටල පොලිඑතිලීන් ටෙරෙෆ්තලේට් (PET) වලින් සාදන ලද උපස්ථර වලට මාරු කළේය. ඉන්පසු ඔවුන් 8.2 සහ 12.4 GHz අතර X-කලාප සංඛ්‍යාත පරාසය තුළ චිත්‍රපටයේ EMI ආවරණ කාර්යක්ෂමතාව (SE) මැනිය. ආසන්න වශයෙන් 77 nm ඝනකම ඇති පටලයක් සඳහා 14.92 dB ට වැඩි EMI SE එකක් ඔවුන් සොයා ගත්හ. ඔවුන් තවත් පටල එකට ගොඩගැසූ විට මෙම අගය මුළු X-කලාපයේම 20 dB (වාණිජ යෙදුම් සඳහා අවශ්‍ය අවම අගය) ට වඩා වැඩි වේ. ඇත්ත වශයෙන්ම, ගොඩගැසූ ග්‍රැෆයිට් පටල කැබලි පහක් (මුළු ඝනකම 385 nm පමණ) අඩංගු පටලයක 28 dB පමණ EMI SE එකක් ඇත, එයින් අදහස් වන්නේ ද්‍රව්‍යයට සිදුවීම් විකිරණවලින් 99.84% ක් අවහිර කළ හැකි බවයි. සමස්තයක් වශයෙන්, කණ්ඩායම X-කලාපය හරහා 481,000 dB/cm2/g ක EMI ආවරණයක් මැනිය, එය කලින් වාර්තා කරන ලද සියලුම කෘතිම ද්‍රව්‍ය අභිබවා ගියේය.

පර්යේෂකයන් පවසන්නේ ඔවුන්ගේ දැනුමේ උපරිමයට අනුව, ඔවුන්ගේ ග්‍රැෆයිට් පටලය වාර්තාගත ආවරණ ද්‍රව්‍ය අතරින් තුනීම වන අතර, වාණිජ යෙදුම් සඳහා අවශ්‍යතාවය සපුරාලිය හැකි EMI ආවරණ කාර්ය සාධනයක් ඇති බවයි. එහි යාන්ත්‍රික ගුණාංග ද හිතකර වේ. ද්‍රව්‍යයේ අස්ථි බිඳීමේ ශක්තිය දළ වශයෙන් 110 MPa (පොලිකාබනේට් ආධාරකයක් මත තබා ඇති ද්‍රව්‍යයේ ආතති-වික්‍රියා වක්‍ර වලින් උපුටා ගන්නා ලදී) අනෙකුත් ක්‍රම මගින් වගා කරන ලද ග්‍රැෆයිට් පටලවලට වඩා වැඩි ය. පටලය ද නම්‍යශීලී වන අතර, එහි EMI ආවරණ ගුණාංග නැති නොකර 5 mm නැමීමේ අරයක් සහිතව 1000 වතාවක් නැමිය හැකිය. එය 550 °C දක්වා තාප ස්ථායී වේ. මෙම සහ අනෙකුත් ගුණාංගවලින් අදහස් කරන්නේ එය අභ්‍යවකාශ මෙන්ම ඉලෙක්ට්‍රොනික හා දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික ඇතුළු බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල යෙදුම් සඳහා අතිශය තුනී, සැහැල්ලු, නම්‍යශීලී සහ ඵලදායී EMI ආවරණ ද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි බවයි.

මෙම නව විවෘත ප්‍රවේශ සඟරාවේ ද්‍රව්‍ය විද්‍යාවේ වඩාත්ම වැදගත් සහ ආකර්ෂණීය දියුණුව කියවන්න.

ලෝක මට්ටමේ පර්යේෂණ සහ නවෝත්පාදනයන් පුළුල්ම ප්‍රේක්ෂක පිරිසකට සන්නිවේදනය කිරීමේ IOP ප්‍රකාශන ආයතනයේ මෙහෙවරෙහි ප්‍රධාන කොටසක් Physics World නියෝජනය කරයි. මෙම වෙබ් අඩවිය ගෝලීය විද්‍යාත්මක ප්‍රජාව සඳහා මාර්ගගත, ඩිජිටල් සහ මුද්‍රිත තොරතුරු සේවා එකතුවක් වන Physics World කළඹේ කොටසකි.