Grafen, atigi bir atom qalinligida bo'lishiga qaramay, nihoyatda kuchli ekanligi bilan mashhur. Xo'sh, uni qanday qilib yanada mustahkam qilish mumkin? Albatta, uni olmos varaqlariga aylantirish orqali. Janubiy Koreyadagi tadqiqotchilar endi yuqori bosimdan foydalanmasdan grafenni eng yupqa olmos plyonkalariga aylantirishning yangi usulini ishlab chiqdilar.
Grafen, grafit va olmosning barchasi bir xil moddadan - ugleroddan - yasalgan, ammo bu materiallar orasidagi farq uglerod atomlarining qanday joylashtirilganligi va bir-biriga bog'langanligidadir. Grafen - bu atigi bitta atom qalinligidagi uglerod qatlami bo'lib, ular orasida gorizontal ravishda kuchli bog'lanishlar mavjud. Grafit bir-birining ustiga qo'yilgan grafen qatlamlaridan iborat bo'lib, har bir qatlam ichida kuchli bog'lanishlar mavjud, ammo zaif bog'lanishlar turli qatlamlarni bog'laydi. Olmosda esa uglerod atomlari uch o'lchamda ancha kuchli bog'langan bo'lib, nihoyatda qattiq material hosil qiladi.
Grafen qatlamlari orasidagi bog'lanishlar mustahkamlanganda, u diaman deb nomlanuvchi olmosning 2D shakliga aylanishi mumkin. Muammo shundaki, buni odatda bajarish oson emas. Bir usul juda yuqori bosimni talab qiladi va bu bosim olib tashlanishi bilan material yana grafenga aylanadi. Boshqa tadqiqotlar grafenga vodorod atomlarini qo'shgan, ammo bu bog'lanishlarni nazorat qilishni qiyinlashtiradi.
Yangi tadqiqot uchun Asosiy fanlar instituti (IBS) va Ulsan milliy fan va texnologiyalar instituti (UNIST) tadqiqotchilari vodorodni ftorga almashtirishdi. G'oya shundaki, ikki qatlamli grafenni ftorga duchor qilish orqali u ikki qatlamni bir-biriga yaqinlashtiradi va ular o'rtasida mustahkamroq bog'lanishlarni yaratadi.
Jamoa mis va nikeldan tayyorlangan substratda kimyoviy bugʻ choʻktirishning (CVD) sinovdan oʻtgan usuli yordamida ikki qatlamli grafen yaratishdan boshladi. Keyin ular grafenni ksenon diflorid bugʻlariga duchor qilishdi. Bu aralashmadagi ftor uglerod atomlariga yopishib, grafen qatlamlari orasidagi bogʻlanishlarni mustahkamlaydi va F-diaman deb nomlanuvchi ftorlangan olmosning ultra yupqa qatlamini hosil qiladi.
Yangi jarayon boshqalarga qaraganda ancha sodda, bu esa uni masshtablashni nisbatan osonlashtirishi kerak. Ultra yupqa olmos varaqlari, ayniqsa keng oraliqli yarim o'tkazgich sifatida, kuchliroq, kichikroq va moslashuvchanroq elektron komponentlarni yaratishi mumkin.
"Ushbu oddiy ftorlash usuli xona haroratiga yaqin va past bosim ostida plazma yoki biron bir gazni faollashtirish mexanizmlaridan foydalanmasdan ishlaydi, shuning uchun nuqsonlar paydo bo'lish ehtimolini kamaytiradi", deydi tadqiqotning birinchi muallifi Pavel V. Baxarev.
Nashr vaqti: 2020-yil 24-aprel