שנעל-געוואקסענע גראַפיט פילם בלאָקירט עלעקטראָמאַגנעטישע ראַדיאַציע

א דאנק פארן זיך רעגיסטרירן מיט פיזיקס וועלט. אויב איר ווילט ענדערן אייערע דעטאלן אין יעדער צייט, ביטע באזוכט מיין אקאונט.

גראַפיט פילמען קענען באַשיצן עלעקטראָנישע דעוויסעס פון עלעקטראָמאַגנעטישע (EM) ראַדיאַציע, אָבער די איצטיקע טעכניקן פֿאַר זייער פּראָדוקציע נעמען עטלעכע שעה און דאַרפן פּראַסעסינג טעמפּעראַטורן פון אַרום 3000 °C. א מאַנשאַפֿט פון פאָרשער פון די שעניאַנג נאַציאָנאַלע לאַבאָראַטאָריע פֿאַר מאַטעריאַל וויסנשאַפֿט ביי דער כינעזישער אַקאַדעמיע פון ​​וויסנשאַפֿטן האט איצט דעמאָנסטרירט אַן אַלטערנאַטיוון וועג צו מאַכן הויך-קוואַליטעט גראַפיט פילמען אין בלויז אַ פּאָר סעקונדעס דורך לאַקענען הייסע סטריפּס פון ניקעל פאָליע אין עטאַנאָל. די וווּקס קורס פֿאַר די פילמען איז מער ווי צוויי אָרדערס פון מאַגניטוד העכער ווי אין עקסיסטירנדיקע מעטאָדן, און די פילמען' עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי און מעכאַנישע שטאַרקייט זענען אויף פּאַר מיט די פון פילמען געמאכט ניצן כעמישער דאַמף דעפּאַזישאַן (CVD).

אלע עלעקטראנישע דעווייסעס פראדוצירן עפעס EM שטראלונג. ווי דעווייסעס ווערן אלץ קלענער און ארבעטן ביי העכערע און העכערע פרעקווענצן, וואקסט די מעגלעכקייט פון עלעקטראנישע אריינמישונג (EMI), און קען נעגאטיוו אפעקטירן די פאָרשטעלונג פון די דעווייס ווי אויך די פון נאנטע עלעקטראנישע סיסטעמען.

גראַפֿיט, אַן אַלאָטראָפּ פֿון קוילן־שטאָף געבויט פֿון שיכטן גראַפֿען צוזאַמענגעהאַלטן דורך וואַן דער וואַלס כּוחות, האָט אַ צאָל באַמערקנסווערטע עלעקטרישע, טערמישע און מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן וואָס מאַכן עס אַן עפֿעקטיוון שילד קעגן EMI. אָבער, עס דאַרף זיין אין דער פֿאָרעם פֿון אַ זייער דין פֿילם כּדי עס זאָל האָבן אַ הויכע עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי, וואָס איז וויכטיק פֿאַר פּראַקטישע EMI אַפּליקאַציעס ווייל דאָס מיינט אַז דער מאַטעריאַל קען אָפּשפּיגלען און אַבזאָרבירן EM כוואַליעס ווען זיי אינטעראַקטירן מיט די אָפּצאָל טרעגער אינעווייניק.

איצט, די הויפּט וועגן פון מאכן גראַפיט פילם זענען אדער הויך-טעמפּעראַטור פּיראָליז פון אַראָמאַטישע פּאָלימערן אדער אויפשטאַפּלען גראַפֿען (GO) אָקסייד אדער גראַפֿען נאַנאָשיכטן שיכט ביי שיכט. ביידע פּראָצעסן דאַרפן הויכע טעמפּעראַטורן פון אַרום 3000 °C און פּראַסעסינג צייטן פון אַ שעה. אין CVD, די פארלאנגטע טעמפּעראַטורן זענען נידעריקער (צווישן 700 צו 1300 °C), אָבער עס נעמט אַ פּאָר שעה צו מאַכן נאַנאָמעטער-דיקע פילמען, אפילו אין וואַקוום.

א מאַנשאַפֿט אָנגעפֿירט פֿון ווענקײַ רען האָט איצט פּראָדוצירט הויך-קוואַליטעט גראַפֿיט פֿילם צענדליגער נאַנאָמעטערס דיק אין אַ פּאָר סעקונדעס דורך אויפֿהייצן ניקעל פֿאָליע צו 1200 °C אין אַן אַרגאָן אַטמאָספֿערע און דערנאָך שנעל אײַנטונקען די פֿאָליע אין עטאַנאָל בײַ 0 °C. די קאַרבאָן אַטאָמען וואָס ווערן פּראָדוצירט פֿון דער דעקאָמפּאָזיציע פֿון עטאַנאָל פֿאַרשפּרייטן זיך און צעלאָזן זיך אין ניקעל דאַנק דער מעטאַלס ​​הויכער קאַרבאָן סאָלוביליטי (0.4 wt% בײַ 1200 °C). ווײַל די קאַרבאָן סאָלוביליטי פֿאַרקלענערט זיך שטאַרק בײַ נידעריקער טעמפּעראַטור, צעשיידן זיך די קאַרבאָן אַטאָמען און פֿאַלן אָפּ פֿון דער ניקעל ייבערפֿלאַך בעת דער פֿאַרלעשונג, וואָס פּראָדוצירט אַ דיקן גראַפֿיט פֿילם. די פֿאָרשער באַריכטן אַז די אויסגעצייכנטע קאַטאַליטישע אַקטיוויטעט פֿון ניקעל העלפֿט אויך די פֿאָרמירונג פֿון הויך קריסטאַלישן גראַפֿיט.

ניצנדיק אַ קאָמבינאַציע פֿון הויך-רעזאָלוציע טראַנסמיסיע מיקראָסקאָפּיע, X-שטראַל דיפֿראַקציע און ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּיע, האָבן רען און קאָלעגן געפֿונען אַז דער גראַפֿיט וואָס זיי האָבן פּראָדוצירט איז געווען העכסט קריסטאַלינע איבער גרויסע שטחים, גוט שיכטן און האָט נישט ענטהאַלטן קיין זיכטבאַרע חסרונות. די עלעקטראָן קאַנדאַקטיוויטי פֿון דעם פֿילם איז געווען אַזוי הויך ווי 2.6 x 105 S/m, ענלעך צו פֿילמען וואָס זענען געוואַקסן דורך CVD אָדער הויך-טעמפּעראַטור טעקניקס און פּרעסן פֿון GO/גראַפֿען פֿילמען.

כדי צו טעסטן ווי גוט דער מאַטעריאַל קען בלאָקירן EM ראַדיאַציע, האָט די מאַנשאַפֿט איבערגעפֿירט פֿילמען מיט אַ ייבערפֿלאַך פֿון 600 מ״מ² אויף סאַבסטראַטן געמאַכט פֿון פּאָליעטילען טערעפֿטאַלאַט (PET). זיי האָבן דערנאָך געמאָסטן די EMI שילדינג עפֿעקטיווקייט (SE) פֿון דער פֿילם אין דער X-באַנד פֿרעקווענץ קייט, צווישן 8.2 און 12.4 GHz. זיי האָבן געפֿונען אַן EMI SE פֿון מער ווי 14.92 dB פֿאַר אַ פֿילם וואָס איז אַרום 77 ​​נאַנאָמעטער דיק. דער ווערט וואַקסט צו מער ווי 20 dB (דער מינימום ווערט וואָס איז נויטיק פֿאַר קאָמערציעלע אַפּליקאַציעס) אין דער גאַנצער X-באַנד ווען זיי האָבן צוזאַמענגעשטאַפּלט מער פֿילמען. טאַקע, אַ פֿילם וואָס כּולל פֿינף שטיקער געשטאַפּלטע גראַפֿיט פֿילמען (אַרום 385 נאַנאָמעטער דיק אין גאַנצן) האָט אַן EMI SE פֿון אַרום 28 dB, וואָס מיינט אַז דער מאַטעריאַל קען בלאָקירן 99.84% פֿון דער אינצידענטער ראַדיאַציע. אין גאַנצן, האָט די מאַנשאַפֿט געמאָסטן אַן EMI שילדינג פֿון 481,000 dB/cm²/g איבער דער X-באַנד, וואָס האָט איבערגעשטיגן אַלע פֿריִער באַריכטעטע סינטעטישע מאַטעריאַלן.

די פֿאָרשער זאָגן אַז לויט זייער בעסטן וויסן, איז זייער גראַפֿיט פֿילם די דיןסטע צווישן די באַריכטעטע שילדינג מאַטעריאַלן, מיט אַן EMI שילדינג פאָרשטעלונג וואָס קען באַפֿרידיקן די פאָדערונג פֿאַר קאמערציעלע אַפּליקאַציעס. אירע מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן זענען אויך גינציק. די מאַטעריאַל'ס בראָך שטאַרקייט פון בערך 110 MPa (עקסטראַקטעד פון דרוק-שפּאַנונג קורוועס פון די מאַטעריאַל געשטעלט אויף אַ פּאָליקאַרבאָנאַט שטיצע) איז העכער ווי די פון גראַפֿיט פילמען געוואקסן דורך די אנדערע מעטהאָדס. די פֿילם איז אויך פלעקסאַבאַל, און קען זיין געבויגן 1000 מאָל מיט אַ בייגן ראַדיוס פון 5 מם אָן פאַרלירן זייַן EMI שילדינג אייגנשאַפֿטן. עס איז אויך טערמיש סטאַביל ביז 550 °C. די מאַנשאַפֿט גלויבט אַז די און אנדערע אייגנשאַפֿטן מיינען אַז עס קען זיין געניצט ווי אַן אולטראַ-דין, לייכט, פלעקסאַבאַל און עפעקטיוו EMI שילדינג מאַטעריאַל פֿאַר אַפּליקאַציעס אין פילע געביטן, אַרייַנגערעכנט אַעראָספּייס ווי געזונט ווי עלעקטראָניק און אָפּטאָעלעקטראָניק.

לייענט די מערסט באַדײַטנדיקע און אויפרעגנדיקע פֿאָרשריטן אין מאַטעריאַל וויסנשאַפֿט אין דעם נײַעם אָפֿן אַקסעס זשורנאַל.

פיזיקס וועלט רעפּרעזענטירט אַ שליסל טייל פון IOP פּאַבלישינג'ס מיסיע צו קאָמוניקירן וועלט-קלאַס פאָרשונג און כידעש צו די ברייטאַסט מעגלעך וילעם. די וועבזייטל איז טייל פון די פיזיקס וועלט פּאָרטפאָליאָ, אַ זאַמלונג פון אָנליין, דיגיטאַל און געדרוקטע אינפֿאָרמאַציע באַדינונגען פֿאַר די גלאבאלע וויסנשאַפֿטלעכע קהילה.