Tek Bir Hamle ile Elmas Kadar Sert
Fotoğraf : Grafenden oluşan çok ince karbon tabakası basınç altında inanılmaz bir faz değişimini göstermekte.
New York (ABD) -Sadece iki atom katmanı olan ince bir tabaka bile elmas kadar sert olabilir. Uluslararası bir araştırma ekibi bu keşifi, karbon grafene basınç uygulayarak mümkün hale getirdi. Fizikçilerin “Nature Nanotechnology” dergisinde rapor ettikleri üzere, sert bir elmas ucu dahi incecik bir karbon tabakasını kesemedi. Bu şaşırtıcı özellik aşırı derece hafif, şeffaf ama aynı zamanda son derece sağlam kaplamaların gelişmesine yol açabilir.
New York City Üniversitesi’nden Elisa Riedo, “Sadece iki atom kalınlığında bir filmin elmas kristalinden daha sert olabileceğini görmek şaşırtıcıydı” diyor. Bu buluş için fizikçi ve meslektaşları bir silisyum karbür yüzeyi üzerinde 2004 yılında keşfedilen karbon grafenden birkaç katman oluşturdular. Daha sonra bir atomik kuvvet mikroskopu ucu ile bu katmanların üzerine bastılar. Bunlar aniden son derece sertleşti ve bir elmas ucu ile bile deforme olamadı. Hesaplamalar, 1000 gigapascaldan daha fazla elastikiyet modülü ile muazzam bir kuvvet sergiledi.
Taramalı elektron mikroskobu ile yapılan analizler sonucu bu şaşırtıcı kuvvetin nedenini açıklandı. Mikroskobun ucu altındaki baskı ile grafen katmanları bir faz değişimine uğruyorlar. Bu süreçte, sadece iki atom kalınlığında bir tabaka oluştu ve tetrahedron’daki karbon atomları bir elmas gibi şekil aldı. Ortaya çıkan filme, araştırmacılar Diamen ismini verdi. Bununla birlikte, bu performans sadece iki grafen tabakası ile mümkündü. Daha ince ve daha kalın katmanlar faz değişimini göstermedi ve daha yumuşak kaldı.
Paralel olarak, Riedo ve meslektaşları ayrıca grafen ve diamen tabakalarının elektriksel iletkenliklerini tespit etti. Basınç altında, faz değişimi nedeniyle elmas yapısında önemli ölçüde düştü. Lakin mikroskop ucunu bastırmadan, derhal tekrar yükseldi. Bu davranış, faz değişiminin tamamen tersine çevrilebileceğini göstermektedir. Bu temelde, basınç altında elmas gibi sertleşen son derece hafif ve ince koruyucu tabakalar oluşabilir. Ayrıca araştırmacılar geri dönüşümlü davranış özelliği sebebi ile nanoelektronikte uygulamayı düşünebilirler.
Kaynak : wissenschaft-aktuell.de
