Sannadkii 2010, Geim iyo Novoselov waxay ku guuleysteen abaalmarinta Nobel Prize ee cilmiga fiisigiska shaqadooda graphene.Abaalmarintan ayaa dad badan ku reebtay raad weyn.Ka dib oo dhan, maaha qalab kasta oo tijaabada ah ee Nobel Prize waa mid caadi ah sida cajalad dhejis ah, oo ma aha shay kasta oo cilmi baaris ah sida sixir oo sahlan in la fahmo sida "graphene laba-geesoodka ah".Shaqada 2004 waxaa la bixin karaa 2010, taas oo naadir ku ah diiwaanka Nobel Prize sannadihii ugu dambeeyay.
Graphene waa nooc ka mid ah walaxda ka kooban hal lakab oo atamka kaarboon ah oo si dhow loogu habeeyey shabag laba geesood ah oo malabka ah.Sida dheeman, graphite, fullerene, carbon nanotubes iyo carbon amorphous, waa walax (walax fudud) oo ka kooban curiyeyaasha kaarboonka.Sida sawirka hoose ku cad, fullerenes iyo kaarboon nanotubes waxa loo arki karaa in si uun looga soo duuduubay hal lakab oo graphene ah, kaas oo ay ku raran yihiin lakabyo badan oo graphene ah.Cilmi-baarista aragtida ee isticmaalka graphene si ay u qeexdo sifooyinka kala duwan ee walxaha fudud ee kaarboonka (graphite, carbon nanotubes iyo graphene) waxay socotay muddo ku dhow 60 sano, laakiin guud ahaan waxaa la rumeysan yahay in qalabkan laba-geesoodka ah ay adag tahay in si adag loo ilaaliyo keligood. kaliya waxay ku xiran tahay dusha sare ee saddex-geesoodka ah ama gudaha walxaha sida garaafka.Ma ahayn ilaa 2004-tii in Andre Geim iyo ardaygiisii Konstantin Novoselov ay ka xayuubiyeen hal lakab oo graphite ah iyada oo loo marayo tijaabooyinka in cilmi-baarista graphene ay gaadhay horumar cusub.
Labada Fullerene (bidix) iyo kaarboon nanotube (dhexe) labadaba waxaa loo arki karaa in lagu duuduubay hal lakab oo graphene ah si uun, halka graphite (midig) lagu dhejiyay lakabyo badan oo graphene iyada oo loo marayo isku xirka xoogga van der Waals.
Maalmahan, graphene waxaa lagu heli karaa siyaabo badan, hababka kala duwanna waxay leeyihiin faa'iidooyin iyo faa'iido darrooyinkooda.Geim iyo Novoselov waxay heleen graphene hab fudud.Iyaga oo isticmaalaya cajalad hufan oo laga heli karo dukaamada waaweyn, waxay ka xayuubiyeen graphene, xaashi garaaf ah oo leh hal lakab oo atamka kaarboonka ah oo qaro weyn, laga soo bilaabo qayb ka mid ah garaafyada pyrolytic-ka sareeyo.Tani waa ku habboon tahay, laakiin xakamaynta ma fiicna, iyo graphene leh cabbir ka yar 100 microns (tobnaad meel milimitir ah) ayaa la heli karaa oo keliya, taas oo loo isticmaali karo tijaabooyin, laakiin way adag tahay in loo isticmaalo wax ku ool ah. codsiyada.Ku kaydinta uumiga kiimikadu wuxuu kori karaa muunado graphene oo cabbirkoodu yahay tobanaan sentimitir oogada birta.Inkasta oo aagga hanuuninta joogtada ahi uu yahay 100 microns oo keliya [3,4], waxay ku habboonayd baahida wax soo saarka ee codsiyada qaarkood.Habka kale ee caadiga ah waa in la kululeeyo crystal carbide (SIC) crystal in ka badan 1100 ℃ in vacuum, si atamka silikoon ee u dhow dusha sare uumi, iyo atamka kaarboon ee soo hadhay dib loo habeeyey, kaas oo sidoo kale heli kara muunado graphene leh sifooyin wanaagsan.
Graphene waa walxo cusub oo leh sifooyin gaar ah: korantada korantada ayaa aad ugu fiican sida naxaasta, kulaylkeeduna wuu ka fiican yahay walxo kasta oo la yaqaan.Waa mid hufan.Kaliya qayb yar (2.3%) dhacdada toosan ee iftiinka muuqda ayaa nuugi doona graphene, inta badan iftiinka ayaa dhex mari doona.Aad bay u cufan tahay xitaa atamka helium (kulaha gaasta ugu yar) ma gudbi karaan.Qalabkan sixirka ah si toos ah loogama dhaxlo garaafka, laakiin laga dhaxlo makaanikada quantum.Qalabka korantada iyo indhaha ee gaarka ah ayaa go'aamiya inay leedahay rajooyin codsi oo ballaaran.
Inkasta oo graphene ay soo baxday wax ka yar toban sano, waxay muujisay codsiyo farsamo oo badan, taas oo aad dhif u ah dhinacyada fiisigiska iyo sayniska maadiga ah.Waxay qaadataa in ka badan toban sano ama xitaa tobanaan sano in alaabta guud ay ka guuraan shaybaadhka una guuraan nolosha dhabta ah.Waa maxay faa'iidada graphene?Bal aan eegno laba tusaale.
Elektroodh jilicsan oo hufan
Aalado badan oo koronto ah, alaabada korantada ee hufan ayaa loo baahan yahay in loo isticmaalo koronto ahaan.Saacadaha elektarooniga ah, xisaabiyeyaasha, telefishinnada, bandhigyada crystal-ka dareeraha ah, shaashadaha taabashada, muraayadaha qoraxda iyo aalado kale oo badan kama tagi karaan jiritaanka electrodes hufan.Electrode-dhaqameedka hufan wuxuu isticmaalaa indium tin oxide (ITO).Sababtoo ah qiimaha sarreeya iyo saadka indium xaddidan, maaddadu waa jajaban tahay iyo dabacsanaan la'aan, iyo electrode wuxuu u baahan yahay in lagu dhejiyo lakabka dhexe ee faakuumka, kharashkuna waa mid aad u sarreeya.Muddo dheer, saynisyahannadu waxay isku dayayeen inay helaan beddelkeeda.Marka lagu daro shuruudaha daahfurnaanta, habdhaqanka wanaagsan iyo diyaarinta sahlan, haddii dabacsanaanta maaddada lafteeda ay wanaagsan tahay, waxay ku haboonaan doontaa samaynta "warqad elektaroonig ah" ama qalab kale oo muuqaal ah oo laalaabi karo.Sidaa darteed, dabacsanaantu sidoo kale waa arrin aad muhiim u ah.Graphene waa walxo noocan oo kale ah, taas oo aad ugu habboon electrodes hufan.
Cilmi-baarayaal ka socda Samsung iyo Chengjunguan University ee Koonfurta Kuuriya waxay heleen graphene oo dhererkeedu yahay 30 inch oo uumiga kiimikada ah waxayna u wareejiyeen filim 188 micron polyetylen terephthalate (PET) si ay u soo saaraan shaashad taabasho ku salaysan graphene [4].Sida shaxanka hoose ku cad, graphene oo ku koray xaashida naxaasta ah ayaa marka hore lagu xidhaa cajalad kuleyl ah (qayb buluug ah oo hufan), ka dibna xaashida naxaasta ah waxaa lagu milmaa habka kiimikaad, ugu dambeyntii graphene waxaa loo wareejiyaa filimka PET iyadoo la kululeynayo. .
Qalab cusub oo koronto-dhal ah
Graphene waxa uu leeyahay sifooyin indhaha oo aad u gaar ah.In kasta oo uu jiro hal lakab oo atamka ah, waxa ay nuugi kartaa 2.3% ee iftiinka soo baxaya dhammaan mawjadaha dhererka ee u dhexeeya iftiinka muuqda ilaa infrared.Tiradani wax xidhiidh ah kuma laha halbeegyada walxaha kale ee graphene waxaana lagu go'aamiyaa quantum electrodynamics [6].Iftiinka la nuugo ayaa u horseedi doona jiilka sidayaal (electrons iyo godad).Jiilka iyo gaadiidka sidayaal graphene aad ayey uga duwan yihiin kuwa ku jira semiconductors-dhaqameedka.Tani waxay ka dhigaysa graphene mid aad ugu habboon qalabka ultrafast photoelectric induction.Waxaa lagu qiyaasaa in qalabka korantada ee noocan oo kale ah uu ku shaqeyn karo inta jeer ee 500ghz.Haddii loo isticmaalo gudbinta signalada, waxa ay gudbin kartaa 500 bilyan eber ama hal ilbiriqsi, oo ay ku dhamaystirto gudbinta waxa ku jira labada disc ee Blu ray hal ilbiriqsi gudaheed.
Khubarada IBM Thomas J. Watson Research Center ee Maraykanka ayaa isticmaalay graphene si ay u soo saaraan qalab koronto-dhal ah oo ka shaqayn kara inta jeer ee 10GHz [8].Marka hore, flakes graphene waxaa lagu diyaariyey substrate silikoon oo lagu daboolay silica 300 nm qaro weyn leh "habka jeexjeexa cajalad", ka dibna dahab palladium ama koronto dahab ah oo titanium leh oo u dhexeeya 1 micron iyo ballac 250 nm ayaa lagu sameeyay.Sidan, qalab sawir-qaade ku salaysan graphene ayaa lagu helayaa.
Jaantuska jaantuska qalabka galinta korantada ee graphene iyo sawirida mikroskoob ee elektarooniga ah (SEM) sawirada muunada dhabta ah.Xariiqda gaaban ee madow ee shaxdu waxay u dhigantaa 5 microns, masaafada u dhaxaysa xadadka birta waa hal micron.
Tijaabooyin, cilmi-baarayaashu waxay ogaadeen in qaabkan birta ah ee graphene ee qaabka sawir-qaadista qalabka induction uu gaari karo inta jeer ee shaqada ee 16ghz ugu badnaan, wuxuuna ku shaqeyn karaa xawaare sare oo dhererkiisu yahay 300 nm (u dhow ultraviolet) ilaa 6 microns (infrared), halka Tuubbada soo-saarka korantada ee dhaqameed kama jawaabi karto iftiinka infrared oo leh hirar dheer.Inta jeer ee shaqada ee qalabka korantada sawir-qaade ee graphene ayaa wali leh meel weyn oo horumar ah.Waxqabadkeeda sare wuxuu ka dhigayaa inay leedahay rajooyin codsi oo ballaaran, oo ay ku jiraan isgaarsiinta, kontoroolka fogaanta iyo la socodka deegaanka.
Sida walxo cusub oo leh sifooyin gaar ah, cilmi-baarista ku saabsan adeegsiga graphene ayaa soo baxaya midba midka kale.Way nagu adag tahay inaan halkan ku soo koobno.Mustaqbalka, waxaa jiri kara tuubooyin waxtar leh oo ka sameysan graphene, wareegyada molecular ee ka sameysan graphene iyo qalabka wax baara ee ka sameysan graphene nolol maalmeedka…
Waxaan filan karnaa in tiro badan oo alaab elektaroonik ah oo isticmaalaya graphene ay soo bixi doonaan mustaqbalka dhow.Ka fikir sida ay u xiiso badan tahay haddii talefannada casriga ah iyo netbook-yada la duubo, dhegaha nalagu dhejiyo, jeebadaha lagu shubto, ama lagu duuduubo curcuradayada marka aan la isticmaalin!
Waqtiga boostada: Mar-09-2022