• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Grafeeni valmistamine madalal temperatuuril

14.10.2011 by Stiina Kristal Leave a Comment

Teadlased avastasid meetodi, mis vähendab kõrgkvaliteedilise grafeeni valmistamiseks vajatavat temperatuuri pea poole võrra. See tehnika avab grafeenile, mida peetakse 21. sajandi imematerjaliks, uusi uksi.

Cambridge’i Ülikooli Inseneriteaduste Osakonna teadlased lisasid nikkelkile pinnale pisikese koguse kulda, millele seejärel kasvatati grafeen. Saadud sulam tähendas seda, et grafeen kasvatati 450 kraadi juures vastupidiselt muidu vajalikule 1000 kraadile. Lisaks said teadlased uurimuse käigus rohkem informatsiooni sellest, kuidas grafeen protsessi jooksul moodustub, kirjutab Physorg.com.

Grafeeni kasvatamine kulla ja nikli sulamile. Pilt: Robert Weatherup

,,Alles siis, kui me olime saanud selge pildi sellest, kuidas grafeen kasvab, suutsime me seda kasvu kontrollida ning ratsionaalselt katalüsaatori – nikli – valmistata, et seda parandada,” sõnas uurimust juhtinud Robert Weatherup. ,,Selle mõistmine on huvitav teaduslik vaatepunkt, kuid selle teadmise kasutamine kasvuprotsessi parandamiseks on meie töö kasulikuks tulemuseks.”

Senini on teadlased pidanud grafeeni valmistamiseks kasutama keemilist aursadestusmeetodit. Selles protsessis asetatakse katalüsaatorkile – mõnikord nikkel, mõnikord vask – kõrge temperatuuri juures süsinikku sisaldavasse auru. Seejärel moodustub kile pinnale grafeen. Vajatav temperatuur on siiani olnud umbes 1000 kraadi. See tekitab aga probleemi, sest kõrgekasvulised temperatuurid kahjustavad tugevalt materjale, mida tavapäraselt elektroonikas kasutatakse, mis tähendab aga seda, et grafeeni ei saa elektroonikas kasutatavatele vooluringidele otseselt sadestada.

Weatherupi ja samuti uurimust juhtinud Bernhard Bayeri kasutatav nikkelkile koos vähese koguse kullaga viis aga vajaliku temperatuuri vaid 450 kraadini. Lisaks vähendab kasutatud sulam nende kohtade arvu, kuhu grafeen sadestub, sest kuld blokeerib grafeeni kasvu.

See tähendab seda, et kui iga grafeenhelbeke tekib, siis kasvab see suuremaks ning pikemaks enne, kui see teise helbekesega liitub. Et grafeeni helveste liitumiskohtasid läbivad elektronid vähem hälbivad, siis paraneb ka grafeeni juhtivus. Tulemuseks saadav grafeen vajab sadestamiseks väiksemat temperatuuri kuid on siiski väga kõrge kvaliteediga, sobides nii tuleviku elektroonikarakendustesse.

Protsessi jooksul kasutasid teadlased ka spetsiaalseid tehnikaid, et grafeeni selle kasvu jooksul jälgida. Teadlased tõestasid kindlalt, et grafeeni kasv ei toimu ainult siis, kui aine jahtub(nagu mõned akadeemikud varem arvasid) ning et selle kasvu ei mõjuta mitte ainult katalüsaatorkile pind, vaid ka selle all asuva kile vastav ala.

“Ideaalis tahaksime me kasvatada grafeeni otse pooljuhtsubstraadi pinnale, sest hetkel tuleb sulam pärast grafeeni kasvatamist selle alt eemaldada, et seda rakendustes kasutada,” sõnas Weatherup. ,,Probleem seisneb selles, et pooljuhid on süsinikku sisaldavast gaasist grafeeni valmistamisel üpriski halvad.”

“Grafeeni kasvatamine on alles väga noor uurimisala, kuid see areneb uskumatult kiiresti. Katalüsaatori sulamiks muutmine, nagu meie tegime, on selle protsessi parandamisel täiesti uus lähenemine ning me eeldame, et selle edasine uurimine viib grafeeni tootmise parandamiseni ning ehk ka madalamate temperatuuride kasutamiseni,” lisas ta.

Allikas

Teadusartikkel: “In Situ Characterization of Alloy Catalysts for Low-Temperature Graphene Growth“

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Uued tugevad superkondensaatorid
  2. Valmistati memristoril põhinev juhuarvude generaator
  3. Teadlased töötasid välja uue skaneeriva läbivalgustava elektronmikroskoopia tehnoloogia
  4. Teadustöö grafeeni ja boornitriidi kaksikkihtmaterjali valmistamisest võib tähendada läbimurret transistoritööstuses
  5. Grafeen kiirgab infrapunavalgust
  6. Piesoelektriline grafeen
  7. Uut tüüpi grafeenipõhine patarei
  8. Teadlased leiutasid osakestevaba hõbeda tindi
  9. Grafeeni ootamatu kleepuvus võib viia huvitavate nanotehnoloogiliste seadmeteni
  10. Grafeenkilede tootmisprobleemi ületamine

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Grafeen&Grafaan, Tehnovidinad

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in