გრაფენი ნახშირბადის ფორმაა. ბევრი ფიქრობს, რომ ეს შეიძლება იყოს თავსატეხის დაკარგული ნაწილი, როდესაც საქმე ეხება ელექტრონიკის შექმნას, რომელიც უფრო გლუვია, უფრო ეფექტურია და შეუძლია შეასრულოს კარგად, მაგრამ მოიხმარს ნაკლებ ენერგიას.
ბოლო ათწლეულის განმავლობაში გრაფენი ინტენსიურად შეისწავლეს. გრაფემის ფურცელიც კი, რომელიც მხოლოდ ერთი ატომის სისქისაა, ხელს შეუწყობს უფრო იაფი მზის უჯრედების და ბიოელექტრული სენსორული მოწყობილობების შექმნას, რომლებიც უკეთესია ვიდრე მათი წინამორბედები. და ეს მხოლოდ დასაწყისია.
ამასთან, ბოლო დრომდე გრაფენის წარმოებისათვის გამოყენებული მეთოდები არ შეესატყვისებოდა სილიკონის მიკროელექტრონიკას.
კორეელი მკვლევარები მიღწევას მიაღწიეს
როგორც ჩანს, ეს გააკეთეს სეულის კორეის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა მნიშვნელოვანი აღმოჩენა ამან შეიძლება შეცვალოს გრაფენის გამოყენება მომავალში და მისი შექმნის გზა.
მკვლევარებმა მოიფიქრეს გრაფინის მოყვანის მარტივი მეთოდი სილიკონის სუბსტრატებზე, რომლებიც მუშაობენ მიკროელექტრონულ სქემებთან. გარდა ამისა, მრავალშრიანი გრაფენი მხოლოდ ოთხი ინჩიანი დიამეტრით და ძალიან მაღალი ხარისხისაა.
როდესაც გრაფენი გამოიყენება სილიკონის მიკროელექტრონიკის პროგრამებში, გრაფენი ფუნქციონირებს როგორც ურთიერთდაკავშირების მასალა და პოტენციური საკონტაქტო ელექტროდი. იგი აკავშირებს ნახევარგამტარული მოწყობილობებს ისე, რომ შეიქმნას ელექტრული წრეები. მეცნიერებმა ახლა იციან, რომ მაღალი ტემპერატურის დამუშავების ტექნიკა შეუძლებელია, რადგან მათ შეიძლება ზიანი მიაყენონ.
რით განსხვავდება ეს ახალი მეთოდი?
კორეის უნივერსიტეტის მკვლევართა გუნდმა მოიფიქრა პროცესი, რომელიც დამოკიდებულია იონის იმპლანტაციაზე, ტექნიკა, რომელიც ყველაზე ხშირად ასოცირდება ნახევარგამტარებში მინარევების შეტანასთან. ნახევარგამტარებთან მუშაობისას მეცნიერები და ინჟინრები ხშირად იყენებენ სილიკონის ვაფლის გასაპრიალებელი შაბლონები მექანიკური და ქიმიური რეაქციის სტიმულირება.
ნახშირბადის იონები და ძალიან ნახშირბადში ხსნადი ნიკელის ფენა მოქმედებს კატასტროფულად გრაფენის ზრდისთვის. იონებს აჩქარებენ ელექტრული ველის ქვეშ და შემდეგ ათავსებენ ნახევარგამტარს. შედეგად, იონები ცვლის ნახევარგამტარის ელექტრულ, ქიმიურ და ფიზიკურ თვისებებს.
შემდეგნაირად ხდება აქტივაციის შეწვა, რომელიც უნდა მოხდეს დაახლოებით 600-900 გრადუსი ცელსიუსით (1,100 - 1,600 გრადუსი ფარენგეიტით). ეს ქმნის გრაფენის თაფლის ფორმის გისოსურ სტრუქტურას, რომელიც ჰგავს იმას, თუ როგორ ჩნდება გრაფენი, როგორც წესი, მიკროსკოპში შესწავლისას.
მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ გრაფენის მოყვანის ეს ახალი პროცესია ტრანსფერებისგან თავისუფალი ტექნიკა. ეს კარგი ამბავია, რადგან ჩვეულებრივ, სუბსტრატზე გადაადგილებისას, გრაფინი შეიძლება გაიბზაროს ან ნაოჭები გახდეს. ხშირი პრობლემაა დაბინძურებაც. ვინაიდან ეს ახალი ვარიანტი არ გულისხმობს გადაცემას, მკვლევარები დარწმუნებულნი არიან, რომ მას შედეგად მოყვება გრაფენი, რომელიც უფრო მაღალი ხარისხის ჯიშისაა.
გრაფენის უფრო მოქნილი მომავალი?
მკვლევარების თქმით, გრაფენის მოყვანის ეს ტექნიკა არის მარტივი კონტროლირებადი და ძალიან მასშტაბური. როდესაც ყველაფერი გეგმიურად მიდის, შესაძლებელია გრაფენის მოყვანა, რომელიც სილიკონის ვაფლის ზომაა.
ამასთან, ამ პერსპექტიული პროგრესის მიუხედავად, მკვლევარები არ ასრულებენ პროცესის დასრულებას. კერძოდ, მათ სურთ გაარკვიონ გრაფენის სისქეზე მეტი კონტროლის და წარმოების ტემპერატურის შემცირების გზები.
გრაფენის შესაძლო პროგრამები
მიკროელექტრონიკის პროგრამებში კარგად მუშაობის გარდა, ექსპერტები ამბობენ, რომ გრაფინი არის ასევე კარგად შეეფერება LCD ეკრანებზე და სენსორულ მოწყობილობებზე.
ვინაიდან გრაფენი ძალიან გამტარია და სინათლის კარგი გადამცემია, თქვენ შეიძლება გსმენიათ, რომ იგი გამოიყენება როგორც კომპონენტი ტაბლეტის ეკრანებსა და ტელევიზორებში, განსაკუთრებით მაშინ, თუ ამ ახალი მეთოდი საშუალებას იძლევა გრაფენის წარმოება კომერციული მასშტაბით, საიმედო შედეგებით.
გარდა ამისა, გრაფენის არსებული გამოკვლევების თანახმად, მან შეიძლება საბოლოოდ აჯობა სილიკონს, როგორც წამყვან მასალას, რომელიც გამოიყენება ფოტოოლტაური უჯრედების დასამზადებლად. გრაფენი არის მოქნილი და თხელი, პლუს ის მუშაობს სინათლის ყველა ტალღის სიგრძეზე. საბოლოოდ, შეიძლება გქონდეთ გაჯეტები, რომლებიც მზის ენერგიის გამოყენებით დატენვაზე შეიძლება დამოკიდებული იყოს გრაფენზე.
მიუხედავად იმისა, რომ უფრო მეტი კვლევა უნდა ჩატარდეს, ეს ბოლოდროინდელი განვითარება მნიშვნელოვანი ეტაპია გრაფინის უფრო კომერციულად სიცოცხლისუნარიანი მასალის შესაქმნელად.
სურათი საკრედიტო: რედე გალეგა დე ბიომატერიისი / ვიკიპედია
