Графен је већ познат по томе што је невероватно јак, упркос томе што је дебео само један атом. Па како га онда учинити још јачим? Претварањем у дијамантске листове, наравно. Истраживачи у Јужној Кореји су сада развили нову методу за претварање графена у најтање дијамантске филмове, без потребе за употребом високог притиска.
Графен, графит и дијамант су направљени од истог материјала – угљеника – али разлика између ових материјала је у начину на који су атоми угљеника распоређени и повезани заједно. Графен је слој угљеника дебљине само једног атома, са јаким везама између њих хоризонтално. Графит је састављен од графенских слојева наслаганих један на други, са јаким везама унутар сваког слоја, али слабим везама које повезују различите слојеве. А код дијаманта, атоми угљеника су много јаче повезани у три димензије, стварајући невероватно тврд материјал.
Када се везе између слојева графена ојачају, он може постати дводимензионални облик дијаманта познат као дијаман. Проблем је што то обично није лако учинити. Један начин захтева изузетно високе притиске, и чим се тај притисак уклони, материјал се враћа у графен. Друге студије су додале атоме водоника графену, али то отежава контролу веза.
За потребе нове студије, истраживачи са Института за основне науке (IBS) и Националног института за науку и технологију Улсан (UNIST) заменили су водоник флуором. Идеја је да се излагањем двослојног графена флуору, два слоја зближавају, стварајући јаче везе између њих.
Тим је започео стварањем двослојног графена користећи проверену методу хемијског таложења из паре (CVD), на подлози направљеној од бакра и никла. Затим су изложили графен парама ксенон дифлуорида. Флуор у тој смеши се лепи за атоме угљеника, јачајући везе између слојева графена и стварајући ултратанки слој флуорисаног дијаманта, познатог као F-дијаман.
Нови процес је далеко једноставнији од других, што би требало да га учини релативно лаким за повећање производње. Ултратанке дијамантске плоче могле би да омогуће производњу јачих, мањих и флексибилнијих електронских компоненти, посебно као полупроводник са широким процепом.
„Ова једноставна метода флуорисања ради на температури близу собне и под ниским притиском без употребе плазме или било каквих механизама активације гаса, чиме се смањује могућност стварања дефеката“, каже Павел В. Бахарев, први аутор студије.
Време објаве: 24. април 2020.