2010-жылы Гим менен Новоселел физика боюнча физика үчүн Нобель сыйлыгын жеңип алды. Бул сыйлык көптөгөн адамдарга терең таасир калтырды. Нобель сыйлыгынын ар бир эксперименталдык шайман эч нерсе жабышчаак тасма катары кадимкидей көп кездешет, бирок ар бир изилдөө объектиси сыйкырдуу жана "эки өлчөмдүү кристалл" багаж деп түшүнүү оңой эмес. 2004-жылы чыгарма 2010-жылы сейрек кездешет, бул акыркы жылдары Нобель сыйлыгынын рекордунун сейрек кездешет.
Графен - бул көмүртек атомдорунун бир катмарынан турган бир катмар эки өлчөмдүү буурчак торго бөлүнгөн бир катмар катмарынан турган бир түрү. Алмазга, графит, толук, көмүр кычкыл нанотубдардай, аморфтуу көмүртек, бул көмүртек элементтерден турган зат (Жөнөкөй зат). Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, толук, көмүртек нанотубдарда бир эле жолдон бир катмар менен бир жолку катмардан жасалган бир катмар болуп көрүнүп тургандай, бир аз сандагы графендин бир катмарынан жасалган. Ар кандай көмүртек жөнөкөй заттардын (графит, көмүр кычкыл нанотубстарынын жана бүртүкчөлөрүн) сүрөттөө үчүн теориялык изилдөө 60 жылга жакын убакытка созулган, бирок жалпысынан, мындай эки өлчөмдүү материалдар бир гана жолу бир гана орунга татыктуу деп эсептешет, үч өлчөмдүү субстрат бети же графит сыяктуу заттарга гана тиркелет. 2004-жылга чейин Эндрон жана анын студенти Константин Гим Новоселов Графиттен бир гана граффтин бир катмарын басып алышты, ал эми жаңы өнүгүү үчүн илимий изилдөө иштерин жүргүзгөн.
Фуллерне (солдо) жана көмүр кычкыл нанотубасы (ортоңку) кандайдыр бир жол менен бирдиктүү графендин бир катмарында оролгон деп эсептесе болот, ал эми графит Ван-Дер Ваалс күчүнө киргенде бир нече жолу графендин бир нече катмары бар.
Бүгүнкү күндө багажды көп жагынан алууга болот, ал эми ар кандай ыкмаларды өзүлөрүнүн артыкчылыктары жана кемчиликтери бар. Гайм менен Новоселов жөнөкөй жол менен графенди алышты. Супермаркеттердеги ачык лентаны колдонуп, алар графит баракчасын, графит баракчасын, графит баракчасын, көмүртек атомдорунун бир катмарында, жогорку тартип пиролиттик графиттин бир бөлүгүнө чейин, графит баракчасын тартты. Бул ыңгайлуу, бирок башкарылуучу анчалык деле жакшы эмес, бирок 100 микрончиктин ондон бир бөлүгүнүн (миллиметрдин ондон бир бөлүгү) алынышы мүмкүн, бирок практикалык жактан колдонулушу мүмкүн эмес Тиркемелер. Химиялык буу чөкмө металл бетиндеги он сантиметрдин көлөмү менен графен үлгүлөрүн өстүрөт. Ылайыктуу багыт алган аянт 100 микронго гана тиешелүү болсо да, ал айрым колдонмолордун өндүрүш муктаждыктары үчүн ылайыктуу болду. Дагы бир жалпы ыкма - силикон карбиддин (СИС) кристаллын вакуумдагы силикондук атомдордун бууланып, калган көмүртек атомдору оңдоп-түзөө иштерин жүргүзүү үчүн, ал эми калган көмүртек атомдору, ал жакшы касиет менен алектенет.
Төлөм уникалдуу касиеттери бар жаңы материал - бул электр өткөргүчтү жез сыяктуу эң сонун, ал эми анын жылуулук өткөрүмдүүлүгү белгилүү материалга караганда жакшы. Бул абдан ачык. Тик кырсыктын кичинекей бөлүгү гана (2,3%) жарыгы менен гана багаж менен сиңип калат, ошондо жарыктын көпчүлүгү өтөт. Гелий атомдору да, ал тургай, гелий атомдору да (эң кичинекей газ молекулалары) өтпөйт. Бул сыйкырдуу касиеттери графитден түздөн-түз мураска алынбайт, бирок кванттык механикадан. Анын уникалдуу электр жана оптикалык касиеттери анын кеңири колдонмосунун келечегине ээ экендигин аныктайт.
Графен он жылдан аз болгонуна карабастан, физика жана материалдык илим чөйрөсүндө өтө сейрек кездешкен көптөгөн техникалык тиркемелерди көрсөттү. Лабораториядан чыныгы жашоого өтүү үчүн он жылдан ашык убакыттан бери ондогон жылдар бою ондогон жылдар бою талап кылынат. Графенди эмне кылуу керек? Эки мисалды карап көрөлү.
Жумшак тунук электрод
Көптөгөн электр шаймандарында электр шайкештик материалдарын электроддор катары колдонуу керек. Электрондук сааттар, эсептегичтер, телевизорлор, суюк кристал, тийүү экрандары, күн панелдери жана башка көптөгөн шаймандар ачык электроддордун бар экендигин калтыруу мүмкүн эмес. Салттуу тунук электрод индий кычкылдыгын (ITO) колдонот. Индиядан жана чектелген камсыздоо менен, материал сынган жана ийкемдүүлүктүн жоктугу жана электроддун жоктугу жана вакуумдун орто катмарына сакталышы керек жана баасы салыштырмалуу жогору. Көптөн бери илимпоздор анын ордун ээлөөгө аракет кылып жатышат. Айкындуулук, жакшы өткөрүмдүүлүк талаптарынан тышкары, материалдын ийкемдүүлүгү жакшы болсо, анда ал "электрондук кагаз" же башка бүктөлүүчү шаймандарды жасоо үчүн ылайыктуу болот. Ошондуктан, ийкемдүүлүк өтө маанилүү аспект. Төлөөчү электроддорго өтө ылайыктуу, бул мындай материал.
Samsung жана Chenguguity'дагы изилдөөчүлөрдүн түштүк кореясы үчүн химиялык буу чеберлер аркылуу 30 дюймга чейинки иликтөөчүлөрдүн жылдык узундугу 308 микрон калың полетиленге которулган жана аны 188 микрон калың полиэтиленге которулган (үй жаныбары) фильмге которулду (8]. Төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, жез фольгада көрсөтүлгөндөй, жылуулукка жатпаган тасма (көк ачык-айкын), андан кийин жез фольга химиялык ыкма менен эриген жана акыры үй жаныбарларын жылытуу аркылуу өткөрүлөт .
Жаңы фотоэлектрдик индукциялык жабдуулар
Графендин уникалдуу оптикалык касиетине ээ. Атомдордун бир гана катмары бар болсо да, ал имаратталган жарыктын 2,3% толкун узундугуна көзгө көрүнбөгөн жарыкка чейин, алга турган жарыктын 2,3% сиңириши мүмкүн. Бул сан башка материалдык параметрлер менен эч кандай байланышы жок жана кванттык электродуктар менен аныкталат [6]. Сиңирген жарык ташуучулардын муунуна алып келет (электрондор жана тешиктер). Графендеги алып жүрүүчүлөрдүн муундары жана ташуу салттуу жарым өткөргүчтөрдөн такыр башкача. Бул бир күнгө ылайыктуу фотоэлектрдик индукциялык жабдыктар үчүн абдан ылайыктуу графенди жасайт. Мындай фотоэлектрдик индукциялык жабдуулар 500ггъз жыштыгында иштей алат деп болжолдонууда. Эгерде ал сигнал берүү үчүн колдонулса, анда ал секундасына 500 миллиард нөлдү же секундасына 500 миллиард нөлдөрдү же бир секундада эки субъектинин мазмунун бүтүрө алат.
АКШдагы IBM Томас Томас-Томас-Томас-Томас-Томан изилдөө борбору боюнча эксперттер 10гз жыштыгында иштей турган фотоэлектрдик индукциялык шаймандарды өндүрүү үчүн бага тартышты [8]. Биринчиден, "лента түйшүк ыкмасы", андан кийин Палладий Голд же Титан алтын электроддору менен силикондук суббордо, андан кийин палладий алтын же титан алтын электроддору менен даярдалган. Ошентип, сүрөткө негизделген фотоэлектростанцияга негизделген графенди алууга болот.
Схемалык фотоэлектрдик индукциялык шаймандарды жана электр микроскопту (SEN) сканерлөө үчүн, чыныгы үлгүлөрдүн сүрөттөрүн сканерлөө. Сүрөттө кара кыска сызык 5 микронго туура келет, ал эми металл линиялардын ортосундагы аралык бир микрон.
Эксперименттер аркылуу, изилдөөчүлөр бул металлдык графендин фотоэлектрдик индукциялык индукциялык түзмөк 400-жылдагы эң көп дегенде 300 нм (ультрафиетке жакын) 6 микрон (инфракызыл), Салттуу фотоэлектрдик индукциялык труба индукция түтүкчөсү жоголуп, узунураак толкун узундугу менен жооп бербейт. Графендин фотоэлектрдик индукциялык жабдуулардын иштөө жыштыгы дагы деле жакшырып турууга чоң мүмкүнчүлүк бар. Анын жогорку көрсөткүчтөрү анын кеңири перспективаларына ээ, анын ичинде байланыш, алыстан башкаруу жана экологиялык мониторинг жүргүзөт.
Уникалдуу касиеттери бар жаңы материал катары, графенди колдонуу боюнча изилдөө бири-биринен кийин пайда болот. Бул жерде аларды санап чыгуу кыйынга турат. Келечекте мен күнүмдүк жашоодо молекуладан жана молекулярдык детекторлордон жасалган фрафенден жасалган түтүктөрдүн үстүнө талаа таасири болушу мүмкүн ... Лабораториядан акырындык менен чыгып турган лабораториядан келип чыгат.
Жакын арада графенди колдонуп, электрондук буюмдарды көп сандаган буюмдар пайда болот деп күтүүгө болот. Эгерде биздин смартфондор менен нетбулалар жана нетбулярдуу болсо, чөнтөгүбүзгө салынган кулак кагып, биздин чөнтөгүбүзгө салынып, колдонбой калганда, билип туруп, билип алсаңыз болот!
Пост убактысы: MAR-09-2022