புதிய ஆராய்ச்சி சிறந்த கிராஃபைட் திரைப்படங்களை வெளிப்படுத்துகிறது

உயர்தர கிராஃபைட் சிறந்த இயந்திர வலிமை, வெப்ப நிலைத்தன்மை, அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் விமானத்தில் உள்ள வெப்ப மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, இது தொலைபேசிகளில் பேட்டரிகளாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒளி வெப்பக் கடத்திகள் போன்ற பல பயன்பாடுகளுக்கான மிக முக்கியமான மேம்பட்ட பொருட்களில் ஒன்றாகும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சிறப்பு வகை கிராஃபைட், அதிக வரிசைப்படுத்தப்பட்ட பைரோலிடிக் கிராஃபைட் (HOPG), ஆய்வகங்களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒன்றாகும். பொருள். இந்த சிறந்த பண்புகள் கிராஃபைட்டின் அடுக்கு கட்டமைப்பின் காரணமாகும், அங்கு கிராபெனின் அடுக்குகளில் உள்ள கார்பன் அணுக்களுக்கு இடையே உள்ள வலுவான கோவலன்ட் பிணைப்புகள் சிறந்த இயந்திர பண்புகள், வெப்ப மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் ஆகியவற்றிற்கு பங்களிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் கிராபெனின் அடுக்குகளுக்கு இடையில் மிகக் குறைவான தொடர்பு உள்ளது. நடவடிக்கை அதிக அளவு நெகிழ்வுத்தன்மையை ஏற்படுத்துகிறது. கிராஃபைட். கிராஃபைட் 1000 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக இயற்கையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு, அதன் செயற்கைத் தொகுப்பு 100 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக ஆய்வு செய்யப்பட்டாலும், இயற்கை மற்றும் செயற்கையான கிராஃபைட் மாதிரிகளின் தரம் சிறந்ததாக இல்லை. எடுத்துக்காட்டாக, கிராஃபைட் பொருட்களில் உள்ள மிகப்பெரிய ஒற்றை கிரிஸ்டல் கிராஃபைட் டொமைன்களின் அளவு பொதுவாக 1 மிமீ விட குறைவாக உள்ளது, இது குவார்ட்ஸ் ஒற்றை படிகங்கள் மற்றும் சிலிக்கான் ஒற்றை படிகங்கள் போன்ற பல படிகங்களின் அளவிற்கு முற்றிலும் மாறுபட்டது. அளவு ஒரு மீட்டர் அளவை எட்டலாம். ஒற்றை-படிக கிராஃபைட்டின் மிகச் சிறிய அளவு கிராஃபைட் அடுக்குகளுக்கு இடையே உள்ள பலவீனமான தொடர்பு காரணமாக உள்ளது, மேலும் கிராஃபைட் அடுக்கின் தட்டையானது வளர்ச்சியின் போது பராமரிக்க கடினமாக உள்ளது, எனவே கிராஃபைட் எளிதில் ஒழுங்கற்ற நிலையில் பல ஒற்றை-படிக தானிய எல்லைகளாக உடைக்கப்படுகிறது. . இந்த முக்கிய சிக்கலை தீர்க்க, Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) இன் பேராசிரியர் எமரிடஸ் மற்றும் அவரது ஒத்துழைப்பாளர்களான பேராசிரியர் லியு கைஹுய், பீக்கிங் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் வாங் எங்கே மற்றும் பலர் மெல்லிய வரிசையை ஒருங்கிணைக்கும் உத்தியை முன்மொழிந்துள்ளனர். கிராஃபைட் ஒற்றை படிகங்கள். படம், அங்குல அளவு வரை. அவற்றின் முறையானது ஒற்றை-படிக நிக்கல் படலத்தை அடி மூலக்கூறாகப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் கார்பன் அணுக்கள் நிக்கல் படலத்தின் பின்புறத்திலிருந்து "சமவெப்பக் கரைப்பு-பரவல்-படிவு செயல்முறை" மூலம் ஊட்டப்படுகின்றன. வாயு அட்டை மூலத்தைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, கிராஃபைட் வளர்ச்சியை எளிதாக்குவதற்கு திடமான கார்பன் பொருளைத் தேர்ந்தெடுத்தனர். இந்தப் புதிய உத்தியானது ஒரு சில நாட்களில் சுமார் 1 அங்குலம் மற்றும் 35 மைக்ரான்கள் அல்லது 100,000 கிராபெனின் அடுக்குகளுக்கு மேல் தடிமன் கொண்ட ஒற்றை-படிக கிராஃபைட் படங்களைத் தயாரிப்பதை சாத்தியமாக்குகிறது. கிடைக்கக்கூடிய அனைத்து கிராஃபைட் மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஒற்றை-படிக கிராஃபைட் ~2880 W m-1K-1 இன் வெப்ப கடத்துத்திறன், அசுத்தங்களின் ஒரு சிறிய உள்ளடக்கம் மற்றும் அடுக்குகளுக்கு இடையே குறைந்தபட்ச தூரம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. (1) அல்ட்ரா-பிளாட் அடி மூலக்கூறுகளாக பெரிய அளவிலான ஒற்றை-படிக நிக்கல் படங்களின் வெற்றிகரமான தொகுப்பு செயற்கை கிராஃபைட்டின் சீர்குலைவைத் தவிர்க்கிறது; (2) கிராபெனின் 100,000 அடுக்குகள் சுமார் 100 மணி நேரத்தில் சமவெப்பமாக வளர்க்கப்படுகின்றன, இதனால் கிராபெனின் ஒவ்வொரு அடுக்கும் ஒரே வேதியியல் சூழல் மற்றும் வெப்பநிலையில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, இது கிராஃபைட்டின் சீரான தரத்தை உறுதி செய்கிறது; (3) நிக்கல் ஃபாயிலின் பின்புறம் வழியாக கார்பனின் தொடர்ச்சியான விநியோகம் கிராபெனின் அடுக்குகளை மிக அதிக விகிதத்தில் தொடர்ந்து வளர அனுமதிக்கிறது, தோராயமாக ஒவ்வொரு ஐந்து வினாடிகளுக்கும் ஒரு அடுக்கு.