Yüksek kaliteli grafit, mükemmel mekanik dayanıma, termal stabiliteye, yüksek esnekliğe ve çok yüksek düzlem içi termal ve elektrik iletkenliğine sahiptir; bu da onu, telefonlarda pil olarak kullanılan fototermal iletkenler gibi birçok uygulama için en önemli gelişmiş malzemelerden biri haline getirir. Örneğin, özel bir grafit türü olan yüksek düzenli pirolitik grafit (HOPG), laboratuvarlarda en yaygın kullanılanlardan biridir. Malzeme. Bu mükemmel özellikler, grafen katmanlarındaki karbon atomları arasındaki güçlü kovalent bağların mükemmel mekanik özelliklere, termal ve elektriksel iletkenliğe katkıda bulunduğu, grafen katmanları arasında ise çok az etkileşimin olduğu grafitin katmanlı yapısından kaynaklanmaktadır. Eylem yüksek derecede esneklikle sonuçlanır. grafit. Grafitin doğada 1000 yılı aşkın bir süredir keşfedilmesine ve yapay sentezinin 100 yılı aşkın süredir çalışılmasına rağmen, hem doğal hem de sentetik grafit örneklerinin kalitesi ideal olmaktan uzaktır. Örneğin, grafit malzemelerdeki en büyük tek kristal grafit alanlarının boyutu tipik olarak 1 mm'den küçüktür; bu, kuvars tek kristalleri ve silikon tek kristalleri gibi birçok kristalin boyutuyla tam bir tezat oluşturur. Boyutu bir metre ölçeğe ulaşabilir. Tek kristalli grafitin çok küçük boyutu, grafit katmanları arasındaki zayıf etkileşimden kaynaklanmaktadır ve büyüme sırasında grafen katmanının düzlüğünün korunması zordur, bu nedenle grafit, düzensiz bir şekilde birkaç tek kristalli tane sınırına kolayca bölünür. . Bu temel sorunu çözmek için, Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (UNIST) Onursal Profesör ve işbirlikçileri Prof. Liu Kaihui, Pekin Üniversitesi'nden Prof. Wang Enge ve diğerleri, ince büyüklük sırasını sentezlemek için bir strateji önerdiler. Grafit tek kristaller. inç ölçeğine kadar film. Yöntemleri, substrat olarak tek kristalli bir nikel folyo kullanıyor ve karbon atomları, nikel folyonun arkasından "izotermal çözünme-difüzyon-biriktirme işlemi" yoluyla besleniyor. Gaz halindeki bir karton kaynağı kullanmak yerine, grafit büyümesini kolaylaştırmak için katı bir karbon malzemesini tercih ettiler. Bu yeni strateji, birkaç gün içinde yaklaşık 1 inç ve 35 mikron kalınlığında veya 100.000'den fazla grafen katmanına sahip tek kristalli grafit filmlerin üretilmesini mümkün kılıyor. Mevcut tüm grafit örnekleriyle karşılaştırıldığında, tek kristal grafit ~2880 W m-1K-1 termal iletkenliğe, önemsiz miktarda yabancı madde içeriğine ve katmanlar arasında minimum mesafeye sahiptir. (1) Ultra düz substratlar olarak büyük boyutlu tek kristalli nikel filmlerin başarılı sentezi, sentetik grafitin düzensizliğini önler; (2) 100.000 katman grafen izotermal olarak yaklaşık 100 saat içinde büyütülür, böylece her bir grafen katmanı aynı kimyasal ortamda ve sıcaklıkta sentezlenir, bu da grafitin tek tip kalitesini sağlar; (3) Nikel folyonun arka tarafından sürekli karbon beslemesi, grafen katmanlarının çok yüksek bir oranda, yaklaşık her beş saniyede bir katman olmak üzere sürekli olarak büyümesine olanak tanır."
Gönderim zamanı: Kasım-09-2022