Преобразование графена в алмазную пленку без высокого давления

Узнаем, можно ли связать два слоя графена и превратить их в самый тонкий алмазный материал?

Исследователи Центра многомерных углеродных материалов (CMCM) при Институте фундаментальных наук (IBS, Южная Корея) сообщили о первых экспериментальных наблюдениях химически индуцированного превращения двухслойного графена большой площади в самый тонкий алмазоподобный материал в условиях умеренного давления и температуры.

Из графена в алмаз

Этот гибкий и прочный материал представляет собой широкополосный полупроводник и, следовательно, обладает потенциалом для промышленного применения в нанооптике, наноэлектронике и может служить многообещающей платформой для микро- и наноэлектромеханических систем.

Алмаз, карандашный графит и графен состоят из одних и тех же строительных блоков: атомов углерода (С). Тем не менее, именно конфигурация связей между этими атомами имеет принципиальное значение. В алмазе атомы углерода прочно связаны во всех направлениях и создают чрезвычайно твердый материал с исключительными электрическими, термическими, оптическими и химическими свойствами. В карандаше атомы углерода расположены в виде стопки листов, и каждый лист представляет собой графен. Сильные углерод-углеродные (CC) связи составляют графен, но слабые связи между листами легко ломаются и частично объясняют, почему карандашный проводник мягкий. Создание межслойной связи между слоями графена образует двумерный материал, похожий на тонкие алмазные пленки, известный как диаман, со многими превосходными характеристиками.

Предыдущие попытки превратить двухслойный или многослойный графен в диаман основывались на добавлении атомов водорода или высоком давлении. В первом случае химическую структуру и конфигурацию связей сложно контролировать и характеризовать. В последнем случае сброс давления заставляет образец возвращаться обратно в графен. Природные алмазы также выкованы при высокой температуре и давлении, глубоко внутри Земли. Однако ученые IBS-CMCM испробовали другой подход.

Команда разработала новую стратегию, способствующую образованию диамана, подвергая двухслойный графен фторированию (F) вместо водорода. Они использовали пары дифторида ксенона (XeF2) в качестве источника F, и высокое давление не требовалось. В результате получается ультратонкий алмазоподобный материал, а именно монослой фторированного алмаза: F-диаман, с межслойными связями и F снаружи.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet