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

Všeumělové nejdou na odbyt

Pavel Houser , 13. June 2019 10:30
Pavel Houser

Stále méně se prý na trhu cení IT dovednosti typu „práce všeho druhu“, kde je příčina?...

Více



Kalendář

22. 06.

23. 06.
Maker Faire Prague 2019
03. 08.

08. 08.
Black Hat USA 2019
25. 08.

29. 08.
VMworld US 2019
RSS 

Zprávičky

Volkswagen se rozhodl vytvořit divizi pro vývoj softwaru

ČTK , 18. June 2019 12:48

Divize bude vyvíjet software s jednotnými funkcemi pro všechny koncernové značky....

Více 0 komentářů

Rakouský provozovatel mýtných systémů Kapsch zvýšil zisk

ČTK , 18. June 2019 11:35

Kapsch je od roku 2007 správcem mýtného systému na dálnicích v ČR, jeho smlouva ale na konci letošní...

Více 0 komentářů

Prodej PC v Česku klesl o 3 % na 246 000 kusů

ČTK , 18. June 2019 08:00

Roste zájem zákazníků o počítače ve vyšších cenových kategoriích....

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Hodnota bitcoinu poprvé za více než rok překročila 9000 dolarů

ČTK , 17. June 2019 14:56

Od začátku letošního roku si bitcoin připisuje zhruba 140 %....

Více 0 komentářů

Samořiditelné vozy BMW se budou testovat i v ČR

Pavel Houser , 17. June 2019 12:34

BMW chystá velký krok k samořiditelným vozům. Pomohou technologie DXC....

Více 0 komentářů

Tržby Huwaei podle zakladatele výrazně zaostanou za očekáváním (aktualizováno)

ČTK , 17. June 2019 11:21

Huawei se v důsledku amerických restrikcí připravuje na propad dodávek svých chytrých telefonů v zah...

Více 0 komentářů

PREmobil v létě skončí, zákazníky předá T-Mobilu

ČTK , 17. June 2019 08:00

Virtuální mobilní operátoři mají podle výroční zprávy ČTÚ na trhu se 14,5 milionu aktivních SIM kare...

Více 0 komentářů