आईबीएम प्रयोगशालाएं सीखती हैं कि 10-सेंटीमीटर ग्राफीन शीट कैसे प्राप्त करें

ग्रेफीन सबसे होनहार कार्बन-आधारित सामग्रियों में से एक है। तो, ग्राफीन का उपयोग 427 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर एक ट्रांजिस्टर के संचालन में सक्षम बनाने के लिए किया जा सकता है, या एक फोटोसेनर जो सामान्य से 1000 गुना अधिक संवेदनशील है। दुर्भाग्य से, अब तक ग्राफीन को केवल एक मिलीमीटर के एक अंश के तराजू के रूप में या बड़े आकार की फिल्मों के रूप में प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन कई परतों से मिलकर। इसी समय, ऐसे ग्राफीन की लागत अभी भी बहुत अधिक है।

थॉमस वॉटसन आईबीएम रिसर्च सेंटर में, उन्होंने 10 सेंटीमीटर तक की सिंगल-लेयर ग्राफीन शीट बनाने और उन्हें सिलिकॉन सब्सट्रेट में लगाने की तकनीक विकसित की । यह तकनीक ग्राफीन के बड़े पैमाने पर उत्पादन और इसके आधार पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बाजार पर उपस्थिति का आधार बन सकती है।



ग्राफीन के उत्पादन के लिए नई विधि का सार चित्रण में दिखाया गया है और इसमें विभिन्न सामग्रियों के लिए "स्टिक" ग्राफीन का उपयोग होता है। सबसे पहले, ग्राफीन की एक से कई परमाणु परतों की मोटाई वाली एक फिल्म थर्मल अपघटन द्वारा सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट पर बनाई जाती है। निकल के साथ लेपित एक पतली फिल्म का उपयोग करते हुए, ग्राफीन सब्सट्रेट से बाहर आता है। इस प्रक्रिया को पहले जाना जाता था, हालांकि, ऐसे ग्राफीन में कई परतों के खंड होते थे जो इसकी विशेषताओं को बिगाड़ते थे। तथ्य यह है कि ऊपरवाला, सतह की परत लगभग सही है, हालांकि, "अतिरिक्त" टुकड़े इसे छड़ी करते हैं, मुख्य शीट के नीचे बनता है।

आईबीएम शोधकर्ताओं ने इस प्रक्रिया में एक और कदम जोड़ा है - मुख्य परत का पालन करने वाले ग्राफीन के टुकड़ों को फिर से छीलना। यह एक स्वर्ण-लेपित फिल्म का उपयोग करके किया जाता है। ग्राफीन कार्बन की तुलना में बेहतर सोने का पालन करता है, लेकिन निकल से भी बदतर। इसके लिए धन्यवाद, बिना नुकसान पहुंचाए ग्रेफीन फिल्म को अतिरिक्त टुकड़ों से साफ करना और इसे सिलिकॉन सब्सट्रेट में स्थानांतरित करना संभव है। परिणामस्वरूप ग्राफीन शीट की सतह का 99% एक आदर्श संरचना है। प्रक्रिया को बार-बार दोहराया जा सकता है, परत द्वारा सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल परत से अलग करना।

ग्राफीन की संभावनाओं पर नेचर पत्रिका के एक लेख के अनुसार, 2021 की शुरुआत तक आधुनिक सिलिकॉन ट्रांजिस्टर अपनी क्षमताओं की सैद्धांतिक सीमा तक पहुंच जाएंगे। ग्राफीन के लिए संक्रमण पूरी तरह से एक नया युग खोलेगा - इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की आवृत्ति टेराहर्ट्ज़ तक पहुंच सकती है।