Ka 2010, Geim le Novoselov ba hapile Khau ea Nobel fisiks ka lebaka la mosebetsi oa bona oa graphene. Khau ena e siile maikutlo a tebileng ho batho ba bangata. Etsoe, ha se sesebelisoa se seng le se seng sa liteko sa Khau ea Nobel se tloaelehileng joaloka theipi e khomarelang, 'me ha se ntho e' ngoe le e 'ngoe ea lipatlisiso e nang le boselamose le bonolo ho e utloisisa joaloka graphene ea "kristale ea mahlakore a mabeli". Mosebetsi oa 2004 o ka fanoa ka 2010, e leng ntho e sa tloaelehang tlalehong ea Khau ea Nobel lilemong tsa morao tjena.
Graphene ke mofuta oa ntho e entsoeng ka lera le le leng la liathomo tsa khabone tse hlophisitsoeng haufi-ufi ka har'a letlooeng la mahe a linotši le nang le mahlakore a mabeli le nang le mahlakore a tšeletseng. Joalo ka daemane, graphite, fullerene, li-nanotube tsa khabone le khabone e sa fetoheng, ke ntho (ntho e bonolo) e entsoeng ka likarolo tsa khabone. Joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong se ka tlase, li-fullerenes le li-nanotube tsa khabone li ka bonoa li phuthoa ka tsela e itseng ho tsoa lera le le leng la graphene, le kopantsoeng ke mekhahlelo e mengata ea graphene. Patlisiso ea khopolo-taba mabapi le tšebeliso ea graphene ho hlalosa litšobotsi tsa lintho tse fapaneng tse bonolo tsa khabone (graphite, li-nanotube tsa khabone le graphene) e nkile lilemo tse ka bang 60, empa ka kakaretso ho lumeloa hore thepa e joalo ea mahlakore a mabeli e thata ho ba teng ka botsitso e le 'ngoe, e khomaretsoe feela holim'a substrate ea mahlakore a mararo kapa lintho tse ka hare joalo ka graphite. E bile ho fihlela ka 2004 moo Andre Geim le seithuti sa hae Konstantin Novoselov ba ileng ba tlosa lera le le leng la graphene ho tsoa ho graphite ka liteko moo lipatlisiso tsa graphene li ileng tsa fihlela nts'etsopele e ncha.
Bobedi fullerene (ka letsohong le letshehadi) le carbon nanotube (bohareng) di ka nkuwa di phuthwa ke lera le le leng la graphene ka tsela e itseng, ha graphite (ka letsohong le letona) e phuthwa ke lera le lengata la graphene ka kgokelo ya matla a van der Waals.
Matsatsing ana, graphene e ka fumanoa ka litsela tse ngata, 'me mekhoa e fapaneng e na le melemo le mathata a eona. Geim le Novoselov ba fumane graphene ka tsela e bonolo. Ba sebelisa theipi e bonaletsang e fumanehang lisuphamaketeng, ba ile ba tlosa graphene, leqephe la graphite le nang le lera le le leng feela la liathomo tsa carbon tse teteaneng, ho tsoa karolong ea pyrolytic graphite e phahameng. Sena se bonolo, empa taolo ha e ntle hakaalo, 'me graphene e nang le boholo ba li-micron tse ka tlase ho 100 (karolo ea leshome ea millimeter) e ka fumanoa feela, e ka sebelisoang bakeng sa liteko, empa ho thata ho e sebelisa bakeng sa lits'ebetso tse sebetsang. Ho kenngoa ha mouoane oa lik'hemik'hale ho ka holisa lisampole tsa graphene tse boholo ba lisenthimithara tse mashome holim'a tšepe. Le hoja sebaka se nang le tataiso e tsitsitseng e le li-micron tse 100 feela [3,4], se bile se loketse litlhoko tsa tlhahiso ea lits'ebetso tse ling. Mokhoa o mong o tloaelehileng ke ho futhumatsa kristale ea silicon carbide (SIC) ho feta 1100 ℃ ka har'a vacuum, e le hore liathomo tsa silicon tse haufi le bokaholimo li fetohe mouoane, 'me liathomo tse setseng tsa carbon li hlophisoe bocha, tse ka boelang tsa fumana lisampole tsa graphene tse nang le thepa e ntle.
Graphene ke thepa e ncha e nang le thepa e ikhethang: ho tsamaisa motlakase ha eona ho babatseha joaloka koporo, 'me ho tsamaisa mocheso ha eona ho betere ho feta thepa efe kapa efe e tsejoang. E bonaletsa haholo. Ke karolo e nyane feela (2.3%) ea leseli le bonahalang le otlolohileng le tla monngoa ke graphene, 'me boholo ba khanya bo tla feta. E teteaneng hoo esita le liathomo tsa helium (limolek'hule tse nyane ka ho fetisisa tsa khase) li ke keng tsa feta. Thepa ena ea boselamose ha e futsitsoe ka ho toba ho tsoa ho graphite, empa e tsoa ho quantum mechanics. Thepa ea eona e ikhethang ea motlakase le ea optical e etsa qeto ea hore e na le menyetla e mengata ea ts'ebeliso.
Leha graphene e hlahile ka nako e ka tlase ho dilemo tse leshome feela, e bontshitse ditshebediso tse ngata tsa botekgeniki, e leng ntho e sa tlwaelehang haholo mafapheng a fisiks le saense ya thepa. Ho nka dilemo tse fetang leshome kapa esita le mashome a dilemo hore thepa e akaretsang e fetohe ho tloha laboratoring ho ya bophelong ba nnete. Mokgwa wa graphene ke ofe? A re shebeng mehlala e mmedi.
Electrode e bonaletsang e bonolo
Lisebelisoa tse ngata tsa motlakase, thepa e tsamaisang motlakase e bonaletsang e hloka ho sebelisoa e le li-electrode. Lioache tsa elektroniki, li-calculator, lithelevishene, lipontšo tsa kristale ea metsi, li-touch screen, liphanele tsa letsatsi le lisebelisoa tse ling tse ngata li ke ke tsa tlohela boteng ba li-electrode tse bonaletsang. Electrode e bonaletsang ea setso e sebelisa indium tin oxide (ITO). Ka lebaka la theko e phahameng le phepelo e fokolang ea indium, thepa e senyeha habonolo ebile ha e tenyetsehe, 'me electrode e hloka ho beoa lera le bohareng la vacuum, 'me litšenyehelo li phahame haholo. Ka nako e telele, bo-rasaense ba 'nile ba leka ho fumana sebaka sa eona. Ntle le litlhoko tsa pepeneneng, conductivity e ntle le ho lokisoa habonolo, haeba ho tenyetseha ha thepa ka boeona ho le hotle, e tla ba e loketseng ho etsa "pampiri ea elektroniki" kapa lisebelisoa tse ling tse ka menwang tsa ponts'o. Ka hona, ho tenyetseha le hona ke karolo ea bohlokoa haholo. Graphene ke thepa e joalo, e loketseng haholo li-electrode tse bonaletsang.
Bafuputsi ba tsoang Samsung le Univesithi ea chengjuguan Korea Boroa ba fumane graphene e bolelele ba lisenthimithara tse 30 ka ho kenngoa ha mouoane oa lik'hemik'hale 'me ba e fetisetsa filiming ea polyethylene terephthalate (PET) e teteaneng ea 188 micron ho hlahisa skrine ea ho ama e thehiloeng ho graphene [4]. Joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong se ka tlase, graphene e holisitsoeng holim'a foil ea koporo e qala ka ho hokahanngoa le theipi ea ho phunya mocheso (karolo e putsoa e bonaletsang), ebe foil ea koporo e qhibiliha ka mokhoa oa lik'hemik'hale, 'me qetellong graphene e fetisetsoa filiming ea PET ka ho futhumatsa.
Lisebelisoa tse ncha tsa ho kenya motlakase ka photoelectric
Graphene e na le thepa e ikhethang haholo ea mahlo. Leha ho na le lera le le leng feela la liathomo, e ka monya 2.3% ea leseli le ntšitsoeng ka har'a leqhubu lohle la maqhubu ho tloha khanyeng e bonahalang ho ea ho infrared. Palo ena ha e amane le liparamente tse ling tsa thepa ea graphene 'me e khethoa ke quantum electrodynamics [6]. Leseli le monyelitsoeng le tla lebisa tlhahisong ea lijari (lielektrone le masoba). Tlhahiso le lipalangoang tsa lijari ka graphene li fapane haholo le tsa li-semiconductor tsa setso. Sena se etsa hore graphene e be e loketseng haholo bakeng sa lisebelisoa tsa induction tsa photoelectric tse potlakileng haholo. Ho hakanngoa hore lisebelisoa tse joalo tsa induction tsa photoelectric li ka sebetsa ka maqhubu a 500ghz. Haeba e sebelisoa bakeng sa phetiso ea lets'oao, e ka fetisa li-zero tse limilione tse likete tse 500 kapa tse le 'ngoe ka motsotsoana, 'me ea phethela phetiso ea litaba tsa li-disc tse peli tsa Blu ray ka motsotsoana o le mong.
Litsebi tse tsoang Setsing sa Lipatlisiso sa IBM Thomas J. Watson United States li sebelisitse graphene ho etsa lisebelisoa tsa ho kenya motlakase ka photoelectric tse ka sebetsang ka maqhubu a 10GHz [8]. Taba ea pele, li-flakes tsa graphene li ile tsa lokisoa holim'a substrate ea silicon e koahetsoeng ka silica e teteaneng ea 300 nm ka "mokhoa oa ho taboha ka theipi", ebe ho etsoa li-electrode tsa khauta tsa palladium kapa titanium tse nang le karohano ea 1 micron le bophara ba 250 nm ho eona. Ka tsela ena, sesebelisoa sa ho kenya motlakase ka photoelectric se thehiloeng ho graphene sea fumanoa.
Setšoantšo sa setšoantšo sa lisebelisoa tsa induction tsa graphene photoelectric le scanning electron microscope (SEM) tsa lisampole tsa 'nete. Mola o mokhutšoanyane o motšo setšoantšong o tsamaellana le li-micron tse 5, 'me sebaka se pakeng tsa mela ea tšepe ke micron e le' ngoe.
Ka liteko, bafuputsi ba fumane hore sesebelisoa sena sa tšepe sa graphene metal ...
Jwalo ka thepa e ntjha e nang le thepa e ikgethang, dipatlisiso mabapi le tshebediso ya graphene di ntse di hlaha ka ho latellana. Ho thata hore re di bale mona. Nakong e tlang, ho ka ba le diphaephe tsa phello ya tshimo tse entsweng ka graphene, di-switch tsa dimolek'hule tse entsweng ka graphene le di-detector tsa dimolek'hule tse entsweng ka graphene bophelong ba letsatsi le letsatsi… Graphene e tswang butle-butle laboratoring e tla kganya bophelong ba letsatsi le letsatsi.
Re ka lebella hore palo e kholo ea lihlahisoa tsa elektroniki tse sebelisang graphene e tla hlaha haufinyane. Nahana hore na ho ka ba monate hakaakang haeba li-smartphone le li-netbook tsa rona li ka phuthoa, tsa tlamelloa litsebeng tsa rona, tsa kenngoa ka lipokothong tsa rona, kapa tsa phutheloa matsohong a rona ha li sa sebelisoe!
Nako ea poso: Hlakubele-09-2022