I te tau 2010, i toa a Geim raua ko Novoselov i te Tohu Nobel mo te ahupūngao mo a raua mahi mo te graphene.Ko tenei tohu kua mau te whakaaro nui ki te tini o nga tangata.Ka mutu, ehara i te mea he rite noa nga taputapu whakamatautau Nobel Prize pera i te riipene whakapiri, kaore hoki nga mea rangahau katoa he makutu me te ngawari ki te mohio ki te "karaihe ahua-rua".Ko nga mahi i te tau 2004 ka taea te whakawhiwhia i te tau 2010, he onge i roto i nga rekoata o te Tohu Nobel i nga tau tata nei.
Ko te Graphene he momo matū kei roto i te paparanga kotahi o nga ngota waro e tata ana ki roto i te riipene hexagonal honikoma rua-ahu.Pērā i te taimana, te kauwhata, te fullerene, te ngongo waro me te waro amorphous, he matū (matū māmā) i tito mai i ngā huānga waro.Ka rite ki te whakaahua i raro nei, ka kitea nga fullerenes me nga ngongo waro kua whakatakahia mai i te paparanga graphene kotahi, he maha nga paparanga o te graphene.Ko te rangahau ariā mo te whakamahinga o te kawhata hei whakaahua i nga ahuatanga o nga momo matū waro ngawari (graphite, carbon nanotubes me te graphene) kua roa mo te tata ki te 60 tau, engari ko te nuinga o te whakaaro he uaua enei rauemi ahu-rua ki te noho tuturu ko ia anake. ka piri anake ki te mata tïpako ahu-toru, ki roto ranei i nga matū penei i te kauwhata.Tae noa ki te tau 2004 ka tangohia e Andre Geim me tana tauira a Konstantin Novoselov tetahi paparanga graphene mai i te kauwhata na roto i nga whakamatautau ka puta te whanaketanga hou o te rangahau mo te graphene.
Ko te fullerene (taha maui) me te waro nanotube (waenganui) ka taea te kii he mea whakatakahia e te paparanga kotahi o te graphene i etahi ara, ko te kauwhata (taha matau) ka tapaehia e nga paparanga maha o te graphene na roto i te hononga o te kaha van der Waals.
I enei wa, ka taea te tiki graphene i roto i nga huarahi maha, me nga tikanga rereke kei a raatau ake nga painga me nga ngoikoretanga.I whiwhi a Geim raua ko Novoselov i te graphene ma te ngawari.Ma te whakamahi i te riipene maramara e waatea ana i nga hokomaha, ka tihorea e ratou te graphene, he pepa kauwhata kotahi noa te paparanga ngota waro te matotoru, mai i tetahi waahanga kauwhata pyrolytic teitei.He watea tenei, engari kaore i te tino pai te mana whakahaere, a ko te graphene me te iti iho i te 100 microns (kotahi whakatekau o te mirimita) ka taea anake te tiki, ka taea te whakamahi mo nga whakamatautau, engari he uaua ki te whakamahi mo te mahi. tono.Ka taea e te waipara matū te whakatipu tauira graphene me te tekau henimita te rahi ki runga i te mata whakarewa.Ahakoa he 100 microns [3,4] noa te waahi e rite ana te whakatakotoranga, he pai mo nga hiahia whakaputa o etahi tono.Ko tetahi atu tikanga noa ko te whakamahana i te karaihe silicon carbide (SIC) ki te neke atu i te 1100 ℃ i roto i te korehau, kia whakaeto nga ngota silicon e tata ana ki te mata, me nga toenga o nga ngota waro, ka taea hoki te whiwhi tauira graphene me nga taonga pai.
He rauemi hou a Graphene me nga ahuatanga ahurei: he pai te pai o te kawe hiko ki te parahi, a he pai ake te kawe i te waiariki i nga mea katoa e mohiotia ana.He tino marama.He wahi iti noa iho (2.3%) o te marama e kitea ana ka uruhia e te graphene, ka haere te nuinga o te marama.He tino mātotoru e kore e taea e te ngota helium (te ngota hau iti rawa) te puta.Ko enei taonga makutu ehara i te mea tuku iho mai i te kauwhata, engari mai i nga miihini quantum.Ko ona ahuatanga hiko me nga mea matakite e whakatau ana he whanui te tono.
Ahakoa kua puta noa te graphene mo te iti iho i te tekau tau, kua whakaatuhia e ia te maha o nga tono hangarau, he mea onge i roto i nga mara o te ahupūngao me te pūtaiao rauemi.Neke atu i te tekau tau, tae noa ki nga tekau tau mo nga rauemi whanui kia neke mai i te taiwhanga ki te ao tuturu.He aha te whakamahinga o te graphene?Ka titiro tatou ki nga tauira e rua.
Te hiko marama ngawari
I roto i te maha o nga taputapu hiko, me whakamahi nga mea kawe hiko hei hiko.Ko nga mataaratanga hiko, ko nga taatai, ko nga pouaka whakaata, ko nga whakaaturanga karaihe wai, ko nga mata pa, ko nga panui solar me te maha atu o nga taputapu kaore e taea te waiho i te noho o nga hiko maramara.Ka whakamahia e te hiko hiko maramara te indium tin oxide (ITO).Na te nui o te utu me te iti o te tuku o te indium, he pakarukaru te rauemi me te kore o te ngawari, me waiho te electrode ki te paparanga waenga o te korehau, he nui te utu.Mo te wa roa, e ngana ana nga kaiputaiao ki te kimi hei whakakapi.I tua atu i nga whakaritenga o te maarama, te pai o te kawe me te whakarite ngawari, mena he pai te ngawari o te rauemi ake, ka pai mo te hanga "pepa hiko" me etahi atu taputapu whakaatu takai.Na reira, he mea tino nui ano te ngawari.Ko te Graphene he rauemi penei, he tino pai mo nga hiko maramara.
I whiwhi nga kairangahau mai i te Whare Wananga o Samsung me chengjunguan i Korea ki te Tonga i te graphene me te roa hauroki o te 30 inihi ma te tuunga kohu matū ka whakawhitia ki te kiriata polyethylene terephthalate (PET) 188 micron matotoru ki te whakaputa i te mata pa i runga i te graphene [4].E whakaatu ana i te ahua i raro nei, ko te graphene i tupu i runga i te pepa parahi ka hono tuatahi ki te riipene wera wera (he kikorangi kikorangi te wahanga), ka rewa te pepa parahi ma te tikanga matū, ka mutu ka whakawhitia te graphene ki te kiriata PET ma te whakamahana. .
Nga taputapu whakauru whakaahua hiko hou
He tino ahurei nga ahuatanga whatu a Graphene.Ahakoa kotahi noa te paparanga o te ngota, ka taea e ia te tango i te 2.3% o te rama i puta i roto i te awhe roangaru katoa mai i te marama kitea ki te infrared.Ko tenei tau kaore he hononga ki etahi atu tawhā rauemi o te graphene ka whakatauhia e te hikohiko quantum [6].Ko te marama ka uru ki te whakatipuranga o nga kaikawe (irahiko me nga kohao).Ko te whakatipuranga me te kawe o nga kaikawe i roto i te graphene he tino rerekee mai i era i roto i nga semiconductors tuku iho.Ma tenei ka tino pai te graphene mo nga taputapu whakaurunga whakaahua hiko ultrafast.E kiia ana ka mahi pea enei taputapu whakauru whakaahua hiko i te auau o te 500ghz.Mena ka whakamahia mo te tuku tohu, ka taea e ia te tuku i te 500 piriona kore, kotahi ranei mo ia hekona, ka whakaoti i te tukunga o nga korero o nga kōpae Blu ray e rua i roto i te tuarua.
Kua whakamahia e nga tohunga mai i te IBM Thomas J. Watson Research Center i te United States te graphene ki te hanga i nga taputapu whakauru whakaahua hiko ka taea te mahi i te auau 10GHz [8].I te tuatahi, i takahia nga tawerewere graphene ki runga i te tïpako silicon kua hipokina ki te 300 nm te matotoru o te silica ma te "tikanga haehae riipene", katahi ka mahia he palladium koura, titanium ranei nga hiko koura me te waahi o te 1 micron me te whanui o te 250 nm ka mahia ki runga.Ma tenei ara, ka whiwhihia he taputapu whakauru whakaahua hiko i runga i te graphene.
Hoahoa hoahoa o nga taputapu whakaurunga whakaahua hiko graphene me te karapa irahiko (SEM) whakaahua o nga tauira tuuturu.Ko te raina poto pango i te ahua e rite ana ki te 5 microns, a ko te tawhiti i waenga i nga raina whakarewa he kotahi micron.
Na roto i nga whakamatautau, i kitea e nga kairangahau ka taea e tenei taputapu whakarewa graphene whakarewa te hanga photoelectric te tae ki te auau mahi o te 16ghz i te nuinga, ka taea te mahi i te tere tere i roto i te awhe roangaru mai i te 300 nm (tata ki te ultraviolet) ki te 6 microns (infrared), ahakoa. e kore e taea e te ngongo induction photoelectric tuku iho te whakautu ki te rama infrared me te roangaru roa.Ko te auau mahi o nga taputapu whakauru whakaahua graphene he waahi nui tonu hei whakapai ake.Ko tana mahinga pai ake he maha nga waahanga tono, tae atu ki te whakawhitiwhiti korero, te mana mamao me te tirotiro i te taiao.
Hei rauemi hou me nga ahuatanga ahurei, ko nga rangahau mo te whakamahinga o te graphene kei te puta mai tetahi i muri i tetahi.He uaua ki a tatou te tatau i a raatau i konei.I te wa kei te heke mai, tera pea he ngongo huanga mara i hangaia mai i te graphene, nga whakakā ngota i hangaia mai i te graphene me nga kaitirotiro rapoi i hangaia mai i te graphene i roto i te oranga o ia ra… Ko te Graphene ka puta mai i te taiwhanga ka whiti i roto i te ao o ia ra.
Ka taea e tatou te tumanako ka puta mai he maha o nga hua hiko e whakamahi ana i te graphene i nga wa e heke mai nei.Whakaarohia te ahuareka o te mea ka taea te takai i a tatou waea atamai me nga pukapuka kupenga, ka mau ki o tatou taringa, ka purua ki roto i a tatou pute, ka takai ranei ki o tatou ringaringa ina kore e whakamahia!
Wā tuku: Maehe-09-2022