Araştırmacılar, grafenin yapısını ve kusurlarını etkili bir şekilde incelemek için gökkuşağı saçılımı tekniğini kullandılar ve bu çok yönlü malzemeyle ilgili daha gelişmiş çalışmaların yolunu açtılar.
Yeni araştırma, bu iki boyutlu harika malzemenin yapısına ve kusurlarına ışık tutmak için protonları kullanıyor.
Grafen, enerji alanında çok çeşitli uygulamalar için önerilen iki boyutlu harika bir malzemedir , teknoloji, inşaat ve daha fazlası, 2004’te ilk kez grafitten izole edildiğinden beri.
Bu tek karbon atomu tabakası, sert ancak esnek, hafif ancak yüksek dirençlidir ve grafen, diğerinden 200 kat daha dirençli olarak hesaplanmıştır. çelik ve alüminyumdan beş kat daha hafif.
Grafen kulağa mükemmel gelebilir ama tam anlamıyla öyle değildir. Bu 2B allotropun izole edilmiş örnekleri, yüzeyi dalgalı olduğu için tamamen düz değildir. Grafen ayrıca, bazı durumlarda işlevine zarar verebilecek ve diğer durumlarda seçilen uygulama için gerekli olabilecek yapısal kusurlara sahip olabilir. Bu, kusurların kontrollü bir şekilde uygulanmasının, iki boyutlu grafen kristallerinin istenen özelliklerinde ince ayar yapılmasını sağlayabileceği anlamına gelir.
Insights From Rainbow Scattering on Graphene
The dergisinde yayınlanan yeni bir makalede Sırbistan’daki Belgrad Üniversitesi Vinča Nükleer Bilimler Enstitüsü’nden European Physical Journal D (EPJ D), Milivoje Hadžijojić ve Marko Ćosić, grafenden geçen fotonların gökkuşağı saçılımını ve bu harikanın yapısını ve kusurlarını nasıl ortaya çıkardığını inceliyor. malzeme.
Grafenin kusurlarını araştırmanın başka yolları olsa da, bunların sakıncaları vardır. Örneğin, Raman spektroskopisi bazı kusur türlerini ayırt edemezken, yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu olağanüstü çözünürlükle kristal yapı kusurlarını karakterize edebilir, ancak kullandığı enerjik elektronlar kristal kafesi bozabilir.
“Gökkuşağı etkisi doğada o kadar nadir değildir. Atomların ve moleküllerin saçılmasında da keşfedildi. İnce kristaller üzerinde iyon saçılma deneylerinde tespit edildi. Hadžijojić, teorik olarak grafen üzerinde düşük enerjili protonların saçılmasını inceledik ve gökkuşağı etkisinin de bu süreçte meydana geldiğini gösterdik. “Ayrıca, grafen yapısının ve termal titreşimlerin proton gökkuşağı saçılımı etkisi aracılığıyla incelenebileceğini gösterdik.”
Gökkuşağı saçılımı adı verilen bir işlem kullanan ikili, grafenden geçerken aldıkları kırınımı gözlemlediler ve “gökkuşağı” deseni oluşturuldu.
Araştırmacılar, kırınım modelini karakterize eden mükemmel grafenin, orta kısmın tek bir çizgi olduğu ve iç kısmın altıgen simetriye sahip bir model gösterdiği bir gökkuşağı deseni verdiğini buldu. kusurlu grafende yoktur.
Bilim adamları ayrıca, belirli kusur türlerinin kendi belirgin gökkuşağı modellerini ürettiği sonucuna vardılar ve bu, gelecekteki araştırmalarda bir grafen numunesindeki kusur türlerini belirlemek ve karakterize etmek için kullanılabilir.
{6 }Hadžijojić şu sonuca vardı: “Yaklaşımımız oldukça benzersiz ve potansiyel olarak grafen ve benzer iki boyutlu malzemelerin yararlı bir tamamlayıcı karakterizasyon tekniği olarak hizmet edebilir.”
Referans: “Proton gökkuşağı saçılımı ile grafen çalışması”, M. Hadžijojić ve M. Ćosić, 30 Mayıs 2023, The European Physical Journal D.
DOI: 10.1140/epjd/s10053-023-00664-y