Grafen, sadece bir atom kalınlığında olmasına rağmen inanılmaz derecede güçlü olduğu biliniyor. Peki daha da güçlü hale nasıl getirilebilir? Elbette onu elmas tabakalarına dönüştürerek. Güney Kore'deki araştırmacılar, yüksek basınç kullanmadan grafeni en ince elmas filmlere dönüştürmek için yeni bir yöntem geliştirdiler.
Grafen, grafit ve elmas aynı maddeden yapılır - karbon - ancak bu malzemeler arasındaki fark karbon atomlarının nasıl düzenlendiği ve birbirine nasıl bağlandığıdır. Grafen, aralarında yatay olarak güçlü bağlar bulunan, yalnızca bir atom kalınlığında bir karbon tabakasıdır. Grafit, her tabakanın içinde güçlü bağlar bulunan ancak farklı tabakaları birbirine bağlayan zayıf bağlar bulunan, üst üste istiflenmiş grafen tabakalarından oluşur. Ve elmasta, karbon atomları üç boyutta çok daha güçlü bir şekilde bağlanır ve inanılmaz derecede sert bir malzeme oluşturur.
Grafen katmanları arasındaki bağlar güçlendirildiğinde, diamane olarak bilinen 2 boyutlu bir elmas formu haline gelebilir. Sorun şu ki, bunu yapmak normalde kolay değildir. Bir yol son derece yüksek basınçlar gerektirir ve bu basınç kaldırılır kaldırılmaz malzeme tekrar grafene döner. Diğer çalışmalar grafene hidrojen atomları ekledi, ancak bu bağları kontrol etmeyi zorlaştırıyor.
Yeni çalışma için Temel Bilimler Enstitüsü (IBS) ve Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (UNIST) araştırmacılar hidrojeni flor ile değiştirdiler. Fikir, çift katmanlı grafeni flor ile temas ettirerek iki katmanı birbirine yaklaştırmak ve aralarında daha güçlü bağlar oluşturmaktır.
Ekip, bakır ve nikelden yapılmış bir alt tabaka üzerinde denenmiş ve doğru kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemini kullanarak çift katmanlı grafen oluşturarak başladı. Daha sonra, grafeni ksenon diflorür buharlarına maruz bıraktılar. Bu karışımdaki flor, karbon atomlarına yapışarak grafen katmanları arasındaki bağları güçlendirir ve F-diamane olarak bilinen ultra ince bir florlu elmas tabakası oluşturur.
Yeni süreç diğerlerinden çok daha basittir, bu da ölçeklendirmeyi nispeten kolaylaştırmalıdır. Ultra ince elmas levhalar, özellikle geniş aralıklı bir yarı iletken olarak daha güçlü, daha küçük ve daha esnek elektronik bileşenler sağlayabilir.
Çalışmanın ilk yazarı Pavel V. Bakharev, “Bu basit florlama yöntemi, plazma veya herhangi bir gaz aktivasyon mekanizması kullanılmadan, oda sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta ve düşük basınç altında çalışıyor, dolayısıyla kusur oluşma olasılığını azaltıyor” diyor.
Gönderi zamanı: 24-Nis-2020