புதிய ஆராய்ச்சி சிறந்த கிராஃபைட் படலங்களை வெளிப்படுத்துகிறது

உயர்தர கிராஃபைட் சிறந்த இயந்திர வலிமை, வெப்ப நிலைத்தன்மை, அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் மிக உயர்ந்த உள்-தள வெப்ப மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, இது தொலைபேசிகளில் பேட்டரிகளாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒளிவெப்ப கடத்திகள் போன்ற பல பயன்பாடுகளுக்கு 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 அமைப்பு காரணமாகும், அங்கு கிராஃபைன் அடுக்குகளில் உள்ள கார்பன் அணுக்களுக்கு இடையிலான வலுவான கோவலன்ட் பிணைப்புகள் சிறந்த இயந்திர பண்புகள், வெப்ப மற்றும் மின் கடத்துத்திறனுக்கு பங்களிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் கிராஃபைன் அடுக்குகளுக்கு இடையில் மிகக் குறைந்த தொடர்பு உள்ளது. இந்த செயல் அதிக அளவு நெகிழ்வுத்தன்மையில் விளைகிறது. கிராஃபைட். கிராஃபைட் 1000 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக இயற்கையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு, அதன் செயற்கை தொகுப்பு 100 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக ஆய்வு செய்யப்பட்டிருந்தாலும், இயற்கை மற்றும் செயற்கை ஆகிய இரண்டும் கொண்ட கிராஃபைட் மாதிரிகளின் தரம் சிறந்ததல்ல. எடுத்துக்காட்டாக, கிராஃபைட் பொருட்களில் உள்ள மிகப்பெரிய ஒற்றை படிக கிராஃபைட் களங்களின் அளவு பொதுவாக 1 மிமீக்கும் குறைவாக உள்ளது, இது குவார்ட்ஸ் ஒற்றை படிகங்கள் மற்றும் சிலிக்கான் ஒற்றை படிகங்கள் போன்ற பல படிகங்களின் அளவிற்கு முற்றிலும் மாறுபட்டது. ஒரு மீட்டரின் அளவை எட்டக்கூடிய அளவு. ஒற்றை-படிக கிராஃபைட்டின் மிகச் சிறிய அளவு கிராஃபைட் அடுக்குகளுக்கு இடையிலான பலவீனமான தொடர்பு காரணமாகும், மேலும் கிராஃபைட் அடுக்கின் தட்டையான தன்மையை வளர்ச்சியின் போது பராமரிப்பது கடினம், எனவே கிராஃபைட் எளிதில் பல ஒற்றை-படிக தானிய எல்லைகளாக ஒழுங்கற்ற முறையில் உடைக்கப்படுகிறது. இந்த முக்கிய சிக்கலைத் தீர்க்க, உல்சான் தேசிய அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தின் (UNIST) பேராசிரியர் எமரிட்டஸ் மற்றும் அவரது கூட்டுப்பணியாளர்களான பேராசிரியர் லியு கைஹுய், பீக்கிங் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் வாங் எங்கே மற்றும் பலர் மெல்லிய அளவிலான கிராஃபைட் ஒற்றை படிகங்களை ஒருங்கிணைக்க ஒரு உத்தியை முன்மொழிந்துள்ளனர். அவர்களின் முறை ஒரு ஒற்றை-படிக நிக்கல் படலத்தை ஒரு அடி மூலக்கூறாகப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் கார்பன் அணுக்கள் நிக்கல் படலத்தின் பின்புறத்திலிருந்து "ஐசோதெர்மல் கரைப்பு-பரவல்-படிவு செயல்முறை" மூலம் ஊட்டப்படுகின்றன. வாயு அட்டை மூலத்தைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, கிராஃபைட் வளர்ச்சியை எளிதாக்க ஒரு திட கார்பன் பொருளைத் தேர்ந்தெடுத்தனர். இந்தப் புதிய உத்தி, ஒரு சில நாட்களில் சுமார் 1 அங்குலம் மற்றும் 35 மைக்ரான் தடிமன் அல்லது 100,000 கிராஃபீன் அடுக்குகளுக்கு மேல் கொண்ட ஒற்றை-படிக கிராஃபைட் படலங்களை உருவாக்குவதை சாத்தியமாக்குகிறது. கிடைக்கக்கூடிய அனைத்து கிராஃபைட் மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ஒற்றை-படிக கிராஃபைட் ~2880 W m-1K-1 வெப்ப கடத்துத்திறன், அசுத்தங்களின் சிறிய உள்ளடக்கம் மற்றும் அடுக்குகளுக்கு இடையே குறைந்தபட்ச தூரம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. (1) அல்ட்ரா-பிளாட் அடி மூலக்கூறுகளாக பெரிய அளவிலான ஒற்றை-படிக நிக்கல் படலங்களை வெற்றிகரமாகத் தொகுப்பது செயற்கை கிராஃபைட்டின் ஒழுங்கற்ற தன்மையைத் தவிர்க்கிறது; (2) 100,000 அடுக்கு கிராஃபீன் சுமார் 100 மணி நேரத்தில் சமவெப்ப முறையில் வளர்க்கப்படுகிறது, இதனால் கிராஃபைட்டின் ஒவ்வொரு அடுக்கும் ஒரே வேதியியல் சூழலிலும் வெப்பநிலையிலும் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, இது கிராஃபைட்டின் சீரான தரத்தை உறுதி செய்கிறது; (3) நிக்கல் படலத்தின் பின்புறம் வழியாக கார்பனின் தொடர்ச்சியான விநியோகம் கிராஃபீனின் அடுக்குகள் மிக அதிக விகிதத்தில் தொடர்ந்து வளர அனுமதிக்கிறது, தோராயமாக ஒவ்வொரு ஐந்து வினாடிகளுக்கும் ஒரு அடுக்கு,"