2010 yilda Geim va Novoselov grafenda ishlashi uchun fizika bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. Ushbu mukofot ko'pchilikda chuqur taassurot qoldirdi. Axir, hech bir eksperimental vositalar yopishqoq lenta kabi keng tarqalgan emas va har bir tadqiqot ob'ekti sehrli va "ikki o'lchovli billur" grafologiyasini "ikki o'lchovli billur" grafologiyasini anglash oson emas. 2004 yildagi ish 2010 yilda ham mukofotlanishi mumkin, bu so'nggi yillarda Nobel mukofoti hisobida kam uchraydi.
Grapen - bu ikki o'lchovli chuqurchalardagi olti burchakli panjaraga yaqin joylashgan uglerod atomlarining bir qatlamidan iborat bir turi. Olmos, grafit, to'liq, uglerodli, uglerod nanotubes va amorf uglerod kabi uglerod elementlaridan tashkil topgan modda (oddiy modda). Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, to'liq grafenning ko'plab qatlamlari tomonidan o'ralgan grafenning bir qatlamidan bir oz grafenning bir qatlamidan bir oz tepaga o'ralgan holda ko'rish mumkin. Grafendan foydalanish bo'yicha nazariy tadqiqotlar (grafit, uglerodli, uglerod va grafen) ning xususiyatlarini deyarli 60 yil davom etdi, ammo bu kabi ikki o'lchovli materiallar faqat barqaror bo'lishi qiyin deb hisoblashadi, faqat uch o'lchovli substrat yuzasiga yoki grafit kabi moddalarga biriktirilgan. 2004 yilgacha Andre Geim va uning talabasi Konstantin Novoselov grafenning yangi rivojlanishiga erishgan tadqiqotlar orqali grafendan bitta grafologiyaning bir qatlamini olib tashladilar.
To'liq grafenning bir qatlamini (o'rtada) o'rab turgan deb hisoblash mumkin.
Hozirgi kunda grafika ko'p jihatdan olish mumkin va turli usullar o'z afzalliklari va kamchiliklariga ega. Geim va Novoselov grafenni oddiy tarzda olishdi. Supermarketlarda mavjud bo'lgan shaffof lentadan foydalanish, ular grafen, grafitni echib tashladilar. Bu qulay, ammo boshqarish unchalik yaxshi emas va 100 mikrondan kam miqdordagi grafik (millimetrning o'ndan bir qismi) faqat tajriba uchun foydalanish mumkin, ammo amaliyotda foydalanish qiyin bo'ladi Arizalar. Kimyoviy bug 'tushirilishi metall sirtdagi o'nlab santimetrlar hajmi bilan grafen namunalarini ko'paytirishi mumkin. Garchi izchil yo'nalishga ega bo'lgan hudud faqat 100 mikronni tashkil etadi [3,4], u ba'zi dasturlarning ishlab chiqarish ehtiyojlari uchun mos keladi. Yana bir keng tarqalgan usul - bu kremniy karbidini (SIC) kristalini 1100 ° dan ortiq, bo'sh turgan uglerod atomlarini qayta o'zgartiradi, bu yaxshi xususiyatlarga ega grafen namunalarini olishi mumkin.
Grafen noyob xususiyatlarga ega yangi materiallar: uning elektr o'tkazuvchanligi mis kabi, uning issiqlik o'tkazuvchanligi har qanday ma'lum materiallardan yaxshiroqdir. Bu juda shaffof. Vertikal voqea ko'rinadigan yorug'likning faqat kichik qismi (2,3%) grafen tomonidan so'riladi va yorug'likning aksariyati o'tadi. Hatto geliy atomlari (eng kichik gaz molekulalari) o'tolmaydigan juda zichroq. Ushbu sehrli xususiyatlar to'g'ridan-to'g'ri grafitdan meros qilib olinmaydi, ammo kvant mexanikasi orqali. Uning noyob elektr va optik xususiyatlari keng qamrovli istiqbollarga ega ekanligini aniqlaydi.
Grafika faqat o'n yil davomida paydo bo'lgan bo'lsa-da, u fizika va materialshunoslik sohalarida juda kam uchraydigan ko'plab texnik dasturlarni namoyish etdi. Laboratoriyadan haqiqiy hayotga o'tish uchun umumiy materiallar uchun o'n yildan ko'proq vaqt kerak bo'ladi. Grafendan foydalanish nima? Keling, ikkita misolni ko'rib chiqaylik.
Yumshoq shaffof elektrod
Ko'pgina elektr jihozlarida elektrod sifatida shaffof harakatli materiallardan foydalanish kerak. Elektron soatlar, hisoblashlar, televizorlar, suyuq kristalli displeylar, ekranlar, quyosh panellari va boshqa ko'plab qurilmalar shaffof elektrodlarning mavjudligini qoldirib bo'lmaydi. An'anaviy shaffof elektrod indium qalay oksidi (ITO) dan foydalanadi. Hindistonning yuqori narxlari va cheklangan etkazib berish tufayli material mo'rt va moslashuvchanligi sababli, elektrod vakuumning o'rta qatlamiga va elektrodning o'rta qatlamiga joylashishi kerak va narx nisbatan yuqori. Uzoq vaqt davomida olimlar uning o'rnini bosadi. Shaffoflik, yaxshi o'tkazuvchanlik va oson tayyorlash talablariga qo'shimcha ravishda, agar materialning o'zi moslashuvchanligi yaxshi bo'lsa, u "elektron qog'oz" yoki boshqa yig'iladigan displeylarni tayyorlash uchun mos bo'ladi. Shuning uchun moslashuvchanlik juda muhim jihatdir. Grafen - bu shaffof elektrodlarga juda mos keladigan bunday material.
Samsung va Chengjunguan universitetining Janubiy Koreyada bo'lgan tadqiqotchilar tomonidan diagonal uzunligi 30 dyuymli grafenni kimyoviy bugonning (uy hayvonlari) metodeefaleni (PET) plyonkasiga o'tkazdi. Quyidagi rasmda mis folgada o'stirilgan grafik avval termallashtirilgan lentasi (ko'k shaffof qismi) bilan bog'langan, keyinchalik grafikani kimyoviy usuli bilan ajratib qo'yiladi va oxirida grafenni isitish orqali o'tkaziladi .
Fotosuratlarni yoqish uchun yangi induction uskunalari
Grafen juda noyob optik xususiyatlarga ega. Garchi atomlarning faqat bir qatlami mavjud bo'lsa-da, u butun to'lqin uzunligining 2,3% ni, ko'zga ko'rinadigan yorug'likdan infraqizilgacha yutishi mumkin. Bu raqam boshqa moddiy-texnik parametrlar bilan hech qanday aloqasi yo'q va kvantli elektrodinamika bilan belgilanadi [6]. So'rilgan yorug'lik tashuvchilar avlod (elektron va teshiklari) ga olib keladi. Grafenda tashuvchilarni avlod va tashuvchilarning avlodi an'anaviy yarimo'tkazgichlardan juda farq qiladi. Bu grafenni ultafasst fotelektsiyasini inkerlik uskunalari uchun juda moslashtiradi. Ushbu fotoelektrik induction uskunalari 500gz chastotasida ishlashi mumkinligi taxmin qilinmoqda. Agar u signal uzatish uchun ishlatilsa, u sekundiga 500 milliard nolni yoki ularning soniyasini uzatishi va bir soniyada ikkita Blu ray disklarining tarkibini uzatishi mumkin.
IBM Thomas Thomas J. Watsonning AQShdagi ekspertlarining ekspertlari, grafindan, 10gz chastotasida ishlashi mumkin bo'lgan fotoelektrik indument asboblarini ishlab chiqarishga grafendan foydalangan. Birinchidan, grafenda 500 nm qalinlikdagi kremniy bilan qoplangan kremniy bilan qoplangan kremniy subogrammasi, keyinchalik 1 mikron va uzunligi 250 nm uzunligi bilan qoplangan. Shu tarzda photoelektrik indükrik indükrik inkrument qurilmasi olinadi.
Fotosuratlarning sxematik diagrammasi Fotoelektri induction uskunalari va skaner elektron mikroskop (SEM) haqiqiy namunalar fotosuratlari. Shakldagi qora qisqa chiziq 5 mikronga to'g'ri keladi va metall chiziqlar orasidagi masofa bitta mikrondir.
Tajribalar orqali tadqiqotchilar ushbu metall grafikaning potelektrik induction qurilmasi 300 nm (infraqizine) dan 6 mikrongacha (infraqizine) ga qadar yuqori tezlikda ishlashi mumkinligini aniqladilar An'anaviy fotoelektrik indution naychasi infraqizil yorug'likka javob bera olmaydi. Fotoelektrik induction uskunalari grafigi grafeni takomillashtirish uchun katta imkoniyatga ega. Uning yuqori ko'rsatkichlari uni keng qamrovli istiqbollar, jumladan aloqa, masofadan boshqarish va atrof-muhit monitoringi o'tkazishga imkon beradi.
Noyob xususiyatlarga ega yangi material sifatida grafenni qo'llash bo'yicha tadqiqotlar boshqa birdan keyin paydo bo'ladi. Bu erda ularni sanab turish qiyin. Kelgusida grafendan yasalgan naychalar, grafendan yasalgan grafen va detentikalarda grafendan yasalgan molekulyar kalitlar kunlik hayotda paydo bo'ladi.
Yaqin kelajakda grafendan foydalangan holda ko'plab elektron mahsulotlar paydo bo'lishini kutishimiz mumkin. Agar bizning smartfonlar va netbuklarimiz tarqalgan bo'lsa, uning uyalarida o'ralgan bo'lsa, bizning cho'ntagidamiz yoki ishlatilmaganda bilagimizga o'ralgan bo'lsa!
O'tish vaqti: Mar-09-2022