211service.com
Kaip pasigaminti grafeną naudojant supergarsinius „Buckyballs“.
Grafenas yra viena iš nuostabiausių mūsų amžiaus medžiagų. Jis yra apie 200 kartų stipresnis už plieną, yra nepaprastas šilumos ir elektros laidininkas ir beveik skaidrus. Tačiau grafeno gamyba vis dar yra sudėtinga, ypač kai jis turi būti ant pagrindo tokioms reikmėms kaip elektronika.
Šiandien Simone Taioli iš Trento Fundamentalios fizikos ir taikomųjų programų instituto Italijoje ir keli draugai sako, kad jau išsiaiškino, kaip tai padaryti, pradedant garsiąja futbolo formos molekule buckminsterfullerene.
Jų idėja nepaprastai paprasta: subombarduokite substratą viršgarsiniu greičiu skriejančiais kamuoliukais. Tai pakankamai greita, kad atsitrenkus jie atsidarytų, o atsegti narvai susilieja ir sudaro grafeno plėvelę.
Tyrėjai jau seniai galvojo, kaip grafeno pirmtaką panaudoti buckyballs. Tačiau vienintelis būdas juos atsegti ir surišti – pašildyti iki maždaug 600 °C aukštesnės temperatūros.
Tai nėra ypač efektyvu, nes dėl tos aukštos temperatūros gali pasikeisti substrato savybės, ypač jo adsorbuojamos anglies kiekis. Dėl to susidaro netaisyklingos plėvelės su rimtais defektais.
Naujoji technika išsprendžia šias problemas. Komanda pagreitina rutulius, išleisdama juos į helio arba vandenilio dujas, kurioms leidžia plėstis viršgarsiniu greičiu, nešiodama anglies kamuoliukus. Tai suteikia buckyballs energijai apie 40 keV, nekeičiant jų vidinės dinamikos (skirtingai nuo įprasto kaitinimo, kuris smarkiai padidina molekulines vibracijas).
Tada šie vaikinai nukreipia kamuoliukus į vario lakštą ir žiūri, kaip jie daužosi į jį kaip musės į priekinį stiklą. Rezultatas – gana tolygi į grafeną panašios medžiagos danga viename sluoksnyje.
Ši medžiaga turi savo ypatybes. Pirmiausia jis nėra pagamintas iš įprastų šešiakampių, kaip tobulas grafenas. Vietoj to, jame taip pat yra penkiakampių, atsirandančių iš originalių buckyball konstrukcijų. Tai gali būti naudinga, nes penkiakampiai gali įterpti į medžiagą juostos tarpą – tai, ko medžiagų mokslininkai tikėjosi sukurti naudojant grafeną.
Nors šiuo metu tai tik principo įrodymas, ši technika atrodo įdomi, ypač dėl to, kad ji gamina gana aukštos kokybės plėveles ir gali būti pritaikyta įvairioms kitoms medžiagoms, tokioms kaip metalai, puslaidininkiai ir izoliatoriai. Ir tai gali atverti kelią naujos kartos elektroniniams prietaisams.
Įdomūs dalykai!
Nuoroda: arxiv.org/abs/1507.07859 : kambario temperatūros vieno sluoksnio grafeno sintezė, naudojant C60 viršgarsinio molekulinio pluošto epitaksiją