I le 2010, na manumalo ai Geim ma Novoselov i le Nobel Prize i le fisiki mo la la'ua galuega i le graphene. O lenei fa'ailoga ua tu'ua ai se lagona loloto i le to'atele o tagata. Auā fo'i, e le o meafaigaluega fa'ata'ita'i uma o le Nobel Prize e masani e pei o le lipine fa'apipi'i, ma e le o mea su'esu'e uma e fa'ataulāitu ma faigofie ona malamalama i ai e pei o le graphene "two-dimensional crystal". O le galuega i le 2004 e mafai ona tu'uina atu i le 2010, o se mea e seasea maua i le fa'amaumauga o le Nobel Prize i tausaga talu ai nei.
O le Graphene o se ituaiga mea e aofia ai se vaega e tasi o atomu kaponi e fa'atulaga lelei i totonu o se fa'aputuga hexagonal o le honeycomb e lua-dimensional. E pei o le taimane, graphite, fullerene, carbon nanotubes ma le carbon amorphous, o se mea (mea faigofie) e aofia ai elemene kaponi. E pei ona fa'aalia i le ata o lo'o i lalo, o fullerenes ma carbon nanotubes e mafai ona va'aia o lo'o afifiina i se auala mai se vaega e tasi o le graphene, lea e fa'aputuina e le tele o vaega o le graphene. O su'esu'ega fa'ateorē i le fa'aaogaina o le graphene e fa'amatala ai meatotino o mea eseese o le carbon simple (graphite, carbon nanotubes ma le graphene) ua toeitiiti atoa le 60 tausaga, ae e masani ona talitonuina o ia mea e lua-dimensional e faigata ona tumau na'o ia, na'o le fa'apipi'i i luga o le substrate e tolu-dimensional po'o totonu o mea e pei o le graphite. E le'i o'o i le 2004 na aveese ai e Andre Geim ma lana tamaititi a'oga o Konstantin Novoselov se vaega e tasi o le graphene mai le graphite e ala i fa'ata'ita'iga na ausia ai e le su'esu'ega i luga o le graphene se atina'e fou.
E mafai ona manatu i le fullerene (agavale) ma le carbon nanotube (ogatotonu) o loʻo afifiina e se vaega e tasi o le graphene i se auala, ae o le graphite (taumatau) e faaputuina e le tele o vaega o le graphene e ala i le fesootaʻiga o le malosi o le van der Waals.
I aso nei, e tele auala e mafai ona maua ai le graphene, ma e eseese auala e iai o latou lava lelei ma le leaga. Na maua e Geim ma Novoselov le graphene i se auala faigofie. I le faʻaaogaina o le lipine manino e maua i faleoloa tetele, na la aveese ai le graphene, o se pepa graphite e naʻo le tasi le vaega o atomu kaponi e mafiafia, mai se fasi graphite pyrolytic maualuga. E faigofie lenei mea, ae e le lelei tele le puleaina, ma e naʻo le maua o le graphene e itiiti ifo i le 100 microns (tasi vaesefulu o le milimita), lea e mafai ona faʻaaogaina mo faʻataʻitaʻiga, ae e faigata ona faʻaaogaina mo faʻaoga faʻatino. E mafai e le faʻaputuina o le ausa vailaʻau ona faʻateleina faʻataʻitaʻiga graphene e sefulu senitimita le tele i luga o le uʻamea. E ui o le eria e tutusa le faʻatulagaga e naʻo le 100 microns [3,4], ae ua talafeagai mo manaʻoga gaosiga o nisi o faʻaoga. O le isi auala masani o le faʻavevela lea o le tioata silicon carbide (SIC) i le sili atu i le 1100 ℃ i le vacuum, ina ia mago ai atomu silicon e lata ane i le luga, ma toe faʻatulagaina atomu kaponi o totoe, lea e mafai foʻi ona maua ai faʻataʻitaʻiga graphene ma meatotino lelei.
O le Graphene o se mea fou e iai ona uiga tulaga ese: o lona eletise e sili ona lelei e pei o le kopa, ma o lona vevela e sili atu nai lo se isi lava mea ua iloa. E matua manino lava. E na'o se vaega itiiti (2.3%) o le malamalama vaaia e oso fa'alava e mitiia e le graphene, ma o le tele o le malamalama o le a ui atu i totonu. E matua mafiafia lava e o'o lava i atomu o le helium (o molekula kesi aupito laiti) e le mafai ona ui atu i totonu. O nei uiga fa'ataulāitu e le o maua sa'o mai le graphite, ae mai le quantum mechanics. O ona uiga tulaga ese o le eletise ma le opitika e iloa ai e iai ona avanoa lautele mo le fa'aaogaina.
E ui lava e leʻi atoa le sefulu tausaga talu ona aliali mai le graphene, ae ua tele faʻaoga faʻapitoa ua faʻaalia, o se mea e seasea lava ona faʻaaogaina i matāʻupu o le fisiki ma le saienisi o meafaitino. E sili atu ma le sefulu tausaga pe oʻo lava i le sefulu tausaga e faʻaaogaina ai meafaitino lautele mai le fale suʻesuʻe i le olaga moni. O le a le aoga o le graphene? Seʻi o tatou vaʻavaʻai i ni faʻataʻitaʻiga se lua.
Eletise manino vaivai
I le tele o masini eletise, e manaʻomia ona faʻaaogaina mea e faʻavevela ai le eletise e fai ma eletise. O uati eletise, calculator, televise, faʻaaliga tioata vai, lau paʻi, paneta la ma le tele o isi masini e le mafai ona tuʻua le iai o eletise manino. O le eletise manino masani e faʻaaogaina le indium tin oxide (ITO). Ona o le taugata ma le itiiti o le sapalai o le indium, e maaleale le meafaitino ma e le mafai ona fetuʻunaʻi, ma e manaʻomia ona tuʻu le eletise i le ogatotonu o le vacuum, ma e matua maualuga lava le tau. Mo se taimi umi, o loʻo taumafai saienitisi e suʻe se mea e sui ai. I le faʻaopoopoga i manaʻoga o le manino, lelei le faʻavevela ma le faigofie ona saunia, afai e lelei le fetuʻunaʻi o le meafaitino lava ia, o le a talafeagai mo le faia o "pepa eletise" poʻo isi masini faʻaaliga gaugau. O le mea lea, o le fetuʻunaʻi o se itu taua tele foi. O le Graphene o se mea faapena, lea e matua talafeagai mo eletise manino.
Na maua e le au suʻesuʻe mai Samsung ma le Iunivesite o Chengjunguan i Korea i Saute le graphene e 30 inisi le umi e ala i le faʻaputuina o le ausa vailaʻau ma faʻaliliuina i totonu o se ata tifaga polyethylene terephthalate (PET) e 188 micron le mafiafia e gaosia ai se lau paʻi e faʻavae i luga o le graphene [4]. E pei ona faʻaalia i le ata o loʻo i lalo, o le graphene e tupu i luga o le pepa apamemea e muamua faʻapipiʻi i le lipine faʻavevela (vaega lanumoana manino), ona faʻataʻapeʻapeina lea o le pepa apamemea i le metotia vailaʻau, ma mulimuli ane faʻaliliuina le graphene i le ata tifaga PET e ala i le faʻavevela.
Meafaigaluega fou mo le fa'aosoina o le photoelectric
E matuā tulaga ese lava uiga vaaia o le Graphene. E ui e na o le tasi le vaega o atomu, ae e mafai ona mitiia le 2.3% o le malamalama e faʻasalalauina i le vaega atoa o le galu mai le malamalama vaaia i le infrared. E leai se sootaga o lenei numera ma isi mea o le graphene ma e fuafuaina e le quantum electrodynamics [6]. O le malamalama e mitiia o le a taitai atu ai i le gaosia o avefeʻau (electrons ma holes). O le gaosia ma le felauaiga o avefeʻau i le graphene e matuā ese lava mai mea o loʻo i totonu o semiconductors masani. O lenei mea e matuā talafeagai ai le graphene mo masini faʻaosofia vave tele o le photoelectric. Ua fuafua e mafai ona galue ia masini faʻaosofia o le photoelectric i le televave o le 500ghz. Afai e faʻaaogaina mo le fesiitaiga o faailoilo, e mafai ona fesiitaiga le 500 piliona zeros poʻo le tasi i le sekone, ma faʻamaeʻa le fesiitaiga o mea o loʻo i totonu o tisiketi Blu ray e lua i le sekone e tasi.
Ua fa'aaogaina e tagata tomai faapitoa mai le IBM Thomas J. Watson Research Centre i le Iunaite Setete le graphene e gaosia ai masini fa'aoso photoelectric e mafai ona galue i le 10GHz frequency [8]. Muamua, na saunia ni graphene flakes i luga o se silicon substrate ua ufiufi i le silica mafiafia e 300 nm e ala i le "teeting method", ona faia lea i luga o electrodes auro palladium po'o le titanium auro e 1 micron le va ma le lautele e 250 nm. I lenei auala, ua maua ai se masini fa'aoso photoelectric e fa'avae i luga o le graphene.
O le ata fa'ata'ita'i o masini fa'aoso graphene photoelectric induction ma ata o le scanning electron microscope (SEM) o fa'ata'ita'iga moni. O le laina pupuu uliuli i le ata e tutusa ma le 5 microns, ma o le mamao i le va o laina u'amea e tasi le micron.
E ala i faʻataʻitaʻiga, na maua ai e le au suʻesuʻe e mafai e lenei masini faʻaoso uʻamea graphene ona oʻo atu i le televave o le galue e 16ghz i le tele, ma e mafai ona galue i le saoasaoa maualuga i le vaega o le galu mai le 300 nm (e lata ane i le ultraviolet) i le 6 microns (infrared), ae o le paipa faʻaoso masani e le mafai ona tali atu i le malamalama infrared i le galu umi. O le televave o le galue o masini faʻaoso graphene e tele lava avanoa e faʻaleleia atili ai. O lona faʻatinoga sili ona lelei e mafai ai ona i ai le tele o avanoa e faʻaoga ai, e aofia ai fesoʻotaʻiga, pulea mamao ma le mataʻituina o le siosiomaga.
I le avea ai ma se mea fou e iai ona uiga tulaga ese, o suʻesuʻega i le faʻaaogaina o le graphene o loʻo tulaʻi mai taʻitasi. E faigata ia i tatou ona faʻamaumauina iinei. I le lumanaʻi, atonu o le a iai ni paipa o le aafiaga o le fanua e faia i le graphene, ni ki faʻamoleki e faia i le graphene ma ni masini suʻesuʻe faʻamoleki e faia i le graphene i le olaga i aso faisoo… O le graphene e faasolosolo malie ona sau mai le fale suʻesuʻe o le a susulu i le olaga i aso faisoo.
E mafai ona tatou faʻamoemoe o le a faʻaalia mai le tele o oloa eletise e faʻaaogaina ai le graphene i se taimi lata mai. Seʻi mafaufau i le manaia pe afai e mafai ona afifi a tatou telefonipoto ma netbooks, faʻamau i o tatou taliga, faʻatumu i totonu o a tatou taga, pe fusi i o tatou tapulima pe a le faʻaaogaina!
Taimi na lafoina ai: Mati-09-2022