Kimyagerler Grafenin Dar Şeritlerini Sadece Işık ve Isı Kullanarak Sentezliyorlar
Silikon ,yarıiletken üretmek için yaygın olarak kullanılan parlak kırılgan metal elektroniğin temel bileşenidir. Ancak elektronik cihazlar küçüldükçe ve daha küçük hale geldiğinde ,içine sığan küçük silikon bileşenler yaratmak daha zorlu ve daha pahalı hale geldi.
UCLA kimyagerleri birçok bilim adamının bir gün elektronik cihazlarlarda kullanılacağına inandığı yeni nesil grafen nanoribbonları üretmek için yeni bir yöntem geliştirdi.Bu araştırma American Chemical Society Dergisi’nde çevrim içi yayınlanmaktadır.
Nanoribbonlar sadece birkaç karbon atomunun genişliği olan son derece dar grafen şeritlerdir.Bunlar faydalıdır çünkü bir bant aralığı vardır.UCLA College’da kimya profosörü olan ve araştırmanın baş yazarı Yves Rubin elektronların elektrik akımı oluştuması ve bu akımı kendilerine aktarmaları için itilmeleri gerektiğini belirtti.
Herhangi bir bant aralığı olmayan bir malzeme elektronların engellenmeden akmasına izin veriyor ve devre oluşturmak için kullanılamıyor dedi.
Rubin ve araştırma ekibi ultraviyole ışığa ve 600 derecelik ısıya maruz bırakılmış basit bir reaksiyon kullanarak molekül aracılığıyla grafen nanoribbon molekülünü oluşturdular.
UCLA’daki Kaliforniya NanoSystems Enstitüsü üyesi olan Rubin kimsenin bunu yapamadığını ancak bu moleküllerin endüstriyel ölçekte inşa etmek istiyorsak önemli bir adımdır dedi.
Bu süreç bir tanesi karbon nanotüpler olarak bilinen grafenin açık borularını kesmeyi içeren grafen nanoribbonlar oluşturma için mevcut diğer yöntemleri geliştirir.
Nanoribbonları oluşturmak için bilim adamları dört farklı renksiz molekülün kristallerini büyütmeye başladılar.Kristaller molekülleri tepki vermek için mükemmel bir oryantasyonla kilitledi ve ekip daha sonra molekülleri,karbon ve hidrojen atomlarının tekrarlı birimlerinden oluşan büyük yapılar olan polimerlere dikmek için ışık kullandı.
Bilim adamları parlak ve derin mavi polimerleri sadece argon gazı içeren bir fırına yerleştirdiler ve 600 dereceye kadar ısıttılar. Isı nanoribbonlara nihai şeklini veren karbon atomlarından oluşan altıgen halkalar ve kenarlarındaki hidrojen atomları nihai bağları oluşturmak için polimerlere gereken enerjiyi güçlendirdi.
Rubin polimerlerin kömürleşmesini sağlıyoruz ancak bunu kontrollü biçim de yapıyoruz diye belirtti.
Yaklaşık bir saat süren süreç yalnızca sekiz karbon atomu genişliğinde ancak binlerce atom uzunluğunda grafen nanoribbon verdi.Bilim adamları farklı dalga boylarında ki ışığı onlara yönlendirerek koyu siyah renkli ve parlak ışıklı nanoribbonların moleküler yapısını doğruladılar.
Rubin ışık dalga boylarının ne derece yutulduğuna bakarak şeritlerin yapısının ve kompozisyonlarının imzalarını ortaya çıkardıklarını belirtti.
Araştırmacılar sürecin patent başvurusunda bulundular.
Rubin ekibin artık nanoribbonları daha iyi idare edebileceklerini ve bir arada kalma eğiliminde olduklarını söyledi.
Rubin şu anda elyaf demetleri bunlar dedi.Bir sonraki adım her bir nanoribbonu teker teker ele alabilecek diye belirtti.
Kaynak : phys.org
