Technologie výroby grafenu a 2D materiály

Pavel Houser , 31. March 2019 10:30 0 komentářů
Technologie výroby grafenu a 2D materiály

Grafen se dnes vyrábí především chemickou depozicí par (nyní uhlík vzniká z plynné fáze a ukládá se na substrátu), ne pro všechny aplikace je však tato metoda vhodná. 2D materiálů se rozšířil o telluren. Výzkumníci z Rice University uvádějí, že méně než 1 nm tlustou vrstvu tellurenu lze získat celkem jednoduše při tavení práškového prvku.

Technologie výroby

Grafen se dnes vyrábí především chemickou depozicí par (nyní uhlík vzniká z plynné fáze a ukládá se na substrátu), ne pro všechny aplikace je však tato metoda vhodná. Navíc známe i celou řadu dalších 2D materiálů, kde tento typ výroby nelze realizovat vůbec – nejen v průmyslovém, ale ani v laboratorním měřítku.

Na MITu přišli s novou technologií výroby, respektive spíše přípravy. Budoucí 2D materiály nechali vyrůstat na safírovém čipu a pak je odlepovali pomocí niklového filmu. Nejprve se oddělí příslušný materiál od safíru a z něj pak lze niklem dále loupat jednotlivé vrstvy (trochu podobně byl úplně poprvé připraven i grafen – z obyčejného grafitu a pomocí neméně obyčejné lepicí pásky).

Technika se již podařilo úspěšně využít pro hexagonální nitrid boru, sulfid molybdenu a sulfid wolframu.

Telluren a borofen

2D materiálů se rozšířil o telluren. Výzkumníci z Rice University uvádějí, že méně než 1 nm tlustou vrstvu tellurenu lze získat celkem jednoduše při tavení práškového prvku (původním cílem bylo připravit polovodič tellurid wolframu, jenže wolfram se při podmínkách experimentu neroztavil a nezreagoval); podle všeho obsahovala pouze 3 monoatomární vrstvy telluru nad sebou.

Další zkoumání tellurenu vedlo k závěru, že materiál by měl svým uspořádáním víceméně připomínat grafen, když základní jednotku vrstvy představuje šestiúhelník. Co se týče elektrických vlastností, jde o polovodič. Mohou ale zřejmě existovat i jiné struktury 2D telluru s odlišnými vlastnostmi, eventuálně i kombinace více typů uspořádání. Výzkumníci uvádějí, že telluren by se mohl uplatnit v solárních článcích, snad by pak mohly sbírat i energii z blízké infračervené oblasti a v dalších optoelektronických či termoelektrických aplikacích, ba prý i ve spintronice. Oproti grafenu je telluren relativně těžký, ale má mnohem vyšší teplotu tání.

Na Rice University a Northwestern University) se detailně zaměřili na strukturu borofenu. Borofen, tedy 2D varianta bóru, má obvykle mřížku složenou z trojúhelníků; respektive jde o šestiúhelník s jedním atomem uprostřed. Ten tam ovšem není vždy. Vědci nyní dokázali zahříváním na stříbrném substrátu připravit verze borofenu, kde se „díry v šestiúhelníku“ objevují ne náhodně jako kaz, ale pravidelně. Zajímavé je, že když už jednou vznikne takové uspořádání, má tendenci se zachovávat a vrstva borofenu roste uspořádaně.

Více forem borofenu, necháme-li je růst proti sobě, vytváří pak na rozhraní velmi exotické geometrie, stále ovšem pravidelné a materiál zůstává dobře vodivý/chová se jako kov (naopak grafen při kontaktu s jinou formou uhlíku vytváří chaos a oblasti s vlastnostmi izolantu, kde se elektrony zachycují). Jednotlivé formy borofenu se svými vlastnostmi mírně liší, když k tomu připočítáme jejich „průniky“, jsou možnosti detailního ladění na míru téměř nekonečné. Autoři výzkumu jako možné využití borofenu prozatím uvedli elektrody baterií a ohebné displeje, zmínili rovněž supravovivost a z aplikací jiného druhu skladování vodíku.


Komentáře

RSS 

Komentujeme

Počítačové hry v hlavě – a to dokonce multiplayer

Pavel Houser , 03. August 2019 06:30
Pavel Houser

Tetris v podání vědců z University of Washington připomíná málem telepatii – jeden z hráčů vidí pada...

Více



Kalendář

25. 08.

29. 08.
VMworld US 2019
05. 09.

06. 09.
Technical Computing Camp 2019
06. 09.

11. 09.
IFA 2019
RSS 

Zprávičky

Na webu Amazonu se prodávaly tisíce problémových produktů

ČTK , 25. August 2019 08:00

Američtí technologičtí giganti ztratili kontrolu nad svými platformami. Amazon se čím dál víc vyvíjí...

Více 0 komentářů

Huawei uvádí na Ascend 910, procesor pro AI

Pavel Houser , 24. August 2019 08:00

Huawei uvedla procesor Ascend 910 a MindSpore, framework pro výpočty související s umělou inteligenc...

Více 0 komentářů

VMware koupí Pivotal Software a Carbon Black za téměř 5 miliard dolarů

ČTK , 23. August 2019 10:05

Kontrolním akcionářem VMware i Pivotal Software je Dell. ...

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Ostravský startup vyvíjí virtuální realitu pro výrobní firmy

ČTK , 23. August 2019 10:04

Produkty firmy už používají například společnosti Continental nebo Tieto. ...

Více 0 komentářů

Regulátoři EU zkoumají plány Facebooku na digitální měnu

ČTK , 23. August 2019 08:00

Facebook ujišťuje, že nebude mít přístup k údajům o transakcích s novou měnou....

Více 0 komentářů

Nad rámec rozpočtů půjde na digitalizaci příští rok 492 mil. Kč

ČTK , 22. August 2019 10:00

Do roku 2021 má plně fungoval portál občana, tak, aby lidé s novými občanskými průkazy mohli řešit v...

Více 0 komentářů

Amazon pokračuje v náboru pro centrum v Dobrovízi, zvyšuje mzdy

ČTK , 22. August 2019 09:00

Amazon nyní nabírá pracovníky pro distribuční centrum, a to i na kvalifikované pozice....

Více 0 komentářů