ദ്വിമാന ഡ്യുയറ്റ്: ബോറോഫെൻ-ഗ്രാഫീൻ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകളുടെ സൃഷ്ടി

“പരിണാമത്തിന്റെ നിഗൂഢത അനാവരണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള താക്കോലാണ് മ്യൂട്ടേഷൻ. ഏറ്റവും ലളിതമായ ജീവികളിൽ നിന്ന് പ്രബലമായ ജീവജാലങ്ങളിലേക്കുള്ള വികസനത്തിന്റെ പാത ആയിരക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾ നീണ്ടുനിൽക്കും. എന്നാൽ ഓരോ ലക്ഷം വർഷത്തിലും പരിണാമത്തിൽ ഒരു കുതിച്ചുചാട്ടമുണ്ട്" (ചാൾസ് സേവ്യർ, എക്സ്-മെൻ, 2000). കോമിക്‌സുകളിലും സിനിമകളിലും ഉള്ള എല്ലാ സയൻസ് ഫിക്ഷൻ ഘടകങ്ങളും നമ്മൾ തള്ളിക്കളയുകയാണെങ്കിൽ, പ്രൊഫസർ എക്‌സിന്റെ വാക്കുകൾ തികച്ചും ശരിയാണ്. എന്തിന്റെയെങ്കിലും വികസനം മിക്ക സമയത്തും തുല്യമായി തുടരുന്നു, എന്നാൽ ചിലപ്പോൾ മുഴുവൻ പ്രക്രിയയിലും വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്ന ജമ്പുകൾ ഉണ്ട്. ഇത് സ്പീഷിസുകളുടെ പരിണാമത്തിന് മാത്രമല്ല, സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പരിണാമത്തിനും ബാധകമാണ്, ഇതിന്റെ പ്രധാന ഡ്രൈവർ ആളുകളും അവരുടെ ഗവേഷണങ്ങളും കണ്ടുപിടുത്തങ്ങളും ആണ്. അതിന്റെ രചയിതാക്കൾ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, നാനോ ടെക്നോളജിയിലെ ഒരു യഥാർത്ഥ പരിണാമ കുതിച്ചുചാട്ടമാണ് ഇന്ന് നമ്മൾ ഒരു പഠനവുമായി പരിചയപ്പെടുന്നത്. നോർത്ത് വെസ്റ്റേൺ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ (യുഎസ്എ) ശാസ്ത്രജ്ഞർ എങ്ങനെയാണ് ഒരു പുതിയ ദ്വിമാന ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചർ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിഞ്ഞത്, എന്തുകൊണ്ടാണ് ഗ്രാഫീനും ബോറോഫീനും അടിസ്ഥാനമായി തിരഞ്ഞെടുത്തത്, അത്തരമൊരു സംവിധാനത്തിന് എന്ത് ഗുണങ്ങളുണ്ടാകും? ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പിന്റെ റിപ്പോർട്ട് ഇതിനെക്കുറിച്ച് നമ്മോട് പറയും. പോകൂ.

ഗവേഷണ അടിസ്ഥാനം

"ഗ്രാഫീൻ" എന്ന പദം നമ്മൾ പലതവണ കേട്ടിട്ടുണ്ട്; 1 ആറ്റം കട്ടിയുള്ള കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പാളി ഉൾക്കൊള്ളുന്ന കാർബണിന്റെ ദ്വിമാന പരിഷ്ക്കരണമാണിത്. എന്നാൽ "ബോറോഫെൻ" വളരെ വിരളമാണ്. ഈ പദം ബോറോൺ (ബി) ആറ്റങ്ങൾ മാത്രമുള്ള ഒരു ദ്വിമാന ക്രിസ്റ്റലിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. 90-കളുടെ മധ്യത്തിലാണ് ബോറോഫീൻ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യത ആദ്യമായി പ്രവചിക്കപ്പെട്ടത്, എന്നാൽ പ്രായോഗികമായി ഈ ഘടന ലഭിച്ചത് 2015 ഓടെ മാത്രമാണ്.

ബോറോഫീനിന്റെ ആറ്റോമിക് ഘടനയിൽ ത്രികോണ, ഷഡ്ഭുജ മൂലകങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് രണ്ട്-കേന്ദ്ര, മൾട്ടി-സെന്റർ ഇൻ-പ്ലെയ്ൻ ബോണ്ടുകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ അനന്തരഫലമാണ്, ഇത് ബോറോൺ ഉൾപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോൺ കുറവുള്ള മൂലകങ്ങൾക്ക് വളരെ സാധാരണമാണ്.

*രണ്ട്-കേന്ദ്ര, മൾട്ടിസെന്റർ ബോണ്ടുകൾ കൊണ്ട് നമ്മൾ അർത്ഥമാക്കുന്നത് കെമിക്കൽ ബോണ്ടുകളെയാണ് - ഒരു തന്മാത്രയുടെയോ ക്രിസ്റ്റലിന്റെയോ സ്ഥിരതയെ ഒരൊറ്റ ഘടനയായി ചിത്രീകരിക്കുന്ന ആറ്റങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ. ഉദാഹരണത്തിന്, 2 ആറ്റങ്ങൾ 2 ഇലക്ട്രോണുകൾ പങ്കിടുമ്പോൾ രണ്ട്-കേന്ദ്ര രണ്ട്-ഇലക്ട്രോൺ ബോണ്ട് സംഭവിക്കുന്നു, കൂടാതെ 2 ആറ്റങ്ങളും 3 ഇലക്ട്രോണുകളും ഉണ്ടാകുമ്പോൾ രണ്ട്-കേന്ദ്ര മൂന്ന്-ഇലക്ട്രോൺ ബോണ്ട് സംഭവിക്കുന്നു.

ഒരു ഭൗതിക വീക്ഷണകോണിൽ, ബോറോഫീൻ ഗ്രാഫീനേക്കാൾ ശക്തവും വഴക്കമുള്ളതുമായിരിക്കും. ഉയർന്ന പ്രത്യേക ശേഷിയും അതുല്യമായ ഇലക്ട്രോണിക് ചാലകതയും അയോൺ ഗതാഗത ഗുണങ്ങളും ഉള്ളതിനാൽ ബോറോഫീൻ ഘടനകൾ ബാറ്ററികൾക്ക് ഫലപ്രദമായ പൂരകമാകുമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇപ്പോൾ ഇത് ഒരു സിദ്ധാന്തം മാത്രമാണ്.

ഒരാളായി ത്രിവാലന്റ് ഘടകം*, ബോറോണിന് കുറഞ്ഞത് 10 ഉണ്ട് അലോട്രോപ്പുകൾ*. ദ്വിമാന രൂപത്തിൽ, സമാനമാണ് പോളിമോർഫിസം* എന്നും നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു.

ത്രിവാലന്റ് ഘടകം* മൂന്ന് കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകൾ രൂപീകരിക്കാൻ കഴിവുള്ളവയാണ്, അതിന്റെ വാലൻസി മൂന്നാണ്.

അലോട്രോപി* - ഒരു രാസ മൂലകം രണ്ടോ അതിലധികമോ ലളിതമായ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ അവതരിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമ്പോൾ. ഉദാഹരണത്തിന്, കാർബൺ - ഡയമണ്ട്, ഗ്രാഫീൻ, ഗ്രാഫൈറ്റ്, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ മുതലായവ.

പോളിമോർഫിസം* - വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകളിൽ (പോളിമോർഫിക് മാറ്റങ്ങൾ) നിലനിൽക്കാനുള്ള ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ കഴിവ്. ലളിതമായ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, ഈ പദം അലോട്രോപ്പിയുടെ പര്യായമാണ്.

ഈ വിശാലമായ പോളിമോർഫിസം കണക്കിലെടുത്ത്, പുതിയ ദ്വിമാന ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള മികച്ച സ്ഥാനാർത്ഥിയായി ബോറോഫീൻ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെടുന്നു, കാരണം വ്യത്യസ്ത ബോറോൺ ബോണ്ടിംഗ് കോൺഫിഗറേഷനുകൾ ലാറ്റിസ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ ആവശ്യകതകളെ ലഘൂകരിക്കണം. നിർഭാഗ്യവശാൽ, സമന്വയത്തിലെ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ കാരണം ഈ പ്രശ്നം മുമ്പ് സൈദ്ധാന്തിക തലത്തിൽ മാത്രം പഠിച്ചിരുന്നു.

ബൾക്ക് ലേയേർഡ് ക്രിസ്റ്റലുകളിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത 2 ഡി മെറ്റീരിയലുകൾക്ക്, മെക്കാനിക്കൽ സ്റ്റാക്കിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ലംബമായ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും. മറുവശത്ത്, ദ്വിമാന ലാറ്ററൽ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകൾ അടിത്തട്ടിൽ നിന്നുള്ള സിന്തസിസിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ആറ്റോമിക് കൃത്യമായ ലാറ്ററൽ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകൾക്ക് ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ ഫങ്ഷണൽ കൺട്രോൾ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിൽ വലിയ കഴിവുണ്ട്, എന്നിരുന്നാലും, കോവാലന്റ് ബോണ്ടിംഗ് കാരണം, അപൂർണ്ണമായ ലാറ്റിസ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ സാധാരണയായി വിശാലവും ക്രമരഹിതവുമായ ഇന്റർഫേസുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. അതിനാൽ, സാധ്യതകളുണ്ട്, പക്ഷേ അത് തിരിച്ചറിയുന്നതിലും പ്രശ്നങ്ങളുണ്ട്.

ഈ കൃതിയിൽ, ഗവേഷകർക്ക് ബോറോഫീനും ഗ്രാഫീനും ഒരു ദ്വിമാന ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫിക് ലാറ്റിസ് പൊരുത്തക്കേടും ബോറോഫീനും ഗ്രാഫീനും തമ്മിലുള്ള സമമിതിയും ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, അൾട്രാ-ഹൈ വാക്വത്തിന് (UHV) കീഴിൽ കാർബണും ബോറോണും ഒരു ആഗ്(111) സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലേക്ക് ക്രമാനുഗതമായി അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് ആറ്റോമിക് കൃത്യമായ ലാറ്ററൽ ഹെറ്ററോഇന്റർഫേസുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. .

പഠന തയ്യാറെടുപ്പ്

ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചർ പഠിക്കുന്നതിനുമുമ്പ്, അത് കെട്ടിച്ചമച്ചതായിരിക്കണം. 1x10-10 മില്ലിബാർ മർദ്ദമുള്ള അൾട്രാ-ഹൈ വാക്വം ചേമ്പറിലാണ് ഗ്രാഫീനിന്റെയും ബോറോഫീന്റെയും വളർച്ച നടത്തിയത്.

ആറ്റോമിക് ശുദ്ധവും പരന്നതുമായ ആഗ് (111-1 മില്ലിബാർ, 10 ഇ.വി., 5 മിനിറ്റ്), തെർമൽ അനീലിങ്ങ് (800 °C, 30 മിനിറ്റ്) എന്നിവയുടെ ആവർത്തിച്ചുള്ള ആവർത്തിച്ചുള്ള ചക്രങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ Ag(550) അടിവസ്ത്രം വൃത്തിയാക്കി. 45) ഉപരിതലം.

99,997 മില്ലിമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ശുദ്ധമായ (2.0%) ഗ്രാഫൈറ്റ് വടി ഇലക്‌ട്രോൺ ബീം ബാഷ്പീകരണത്തിലൂടെ ഒരു Ag (750) സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലേക്ക് 111 °C വരെ ചൂടാക്കി ~ 1.6 A ഹീറ്റിംഗ് കറന്റും ~ 2 kV ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന വോൾട്ടേജും ഉപയോഗിച്ചാണ് ഗ്രാഫീൻ വളർന്നത്. , ഇത് ~ 70 mA ഉം കാർബൺ ഫ്ലക്സും ~ 40 nA ഉം നൽകുന്നു. ചേമ്പറിലെ മർദ്ദം 1 x 10-9 മില്ലിബാർ ആയിരുന്നു.

ഒരു ശുദ്ധമായ (99,9999%) ബോറോൺ വടി ഇലക്‌ട്രോൺ ബീം ബാഷ്പീകരണത്തിലൂടെ 400-500 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ചൂടാക്കിയ ആഗ് (111) ന് സബ്‌മോണോലെയർ ഗ്രാഫീനിലേക്ക് ബോറോഫെൻ വളർത്തി. ഫിലമെന്റ് കറന്റ് ~ 1.5 A ആയിരുന്നു, ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന വോൾട്ടേജ് 1.75 kV ആയിരുന്നു, ഇത് ~ 34 mA ന്റെ എമിഷൻ കറന്റും ~ 10 nA ന്റെ ബോറോൺ ഫ്ലക്സും നൽകുന്നു. ബോറോഫീന്റെ വളർച്ചയുടെ സമയത്ത് അറയിലെ മർദ്ദം ഏകദേശം 2 x 10-10 മില്ലിബാർ ആയിരുന്നു.

ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ

ചിത്രം #1

ചിത്രത്തിൽ 1 കാണിച്ചിരിക്കുന്നു STM* ഗ്രാഫീൻ ഡൊമെയ്‌നുകൾ ഒരു മാപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് നന്നായി ദൃശ്യവൽക്കരിക്കപ്പെട്ട ഗ്രാഫീനിന്റെ ഒരു സ്‌നാപ്പ്‌ഷോട്ട് dI/dV (1B), എവിടെ I и V ടണലിംഗ് കറന്റ്, സാമ്പിൾ ഡിസ്പ്ലേസ്മെന്റ് എന്നിവയാണ് d - സാന്ദ്രത.

STM* - സ്കാനിംഗ് ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പ്.

dI/dV എജി(111) സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഗ്രാഫീനിന്റെ ഉയർന്ന പ്രാദേശിക സാന്ദ്രത കാണാൻ സാമ്പിളിന്റെ മാപ്പുകൾ ഞങ്ങളെ അനുവദിച്ചു. മുമ്പത്തെ പഠനങ്ങൾക്ക് അനുസൃതമായി, ആഗ് (111) ന്റെ ഉപരിതല അവസ്ഥയ്ക്ക് ഒരു ഘട്ട സ്വഭാവമുണ്ട്, ഇത് പോസിറ്റീവ് എനർജികളിലേക്ക് മാറ്റി dI/dV ഗ്രാഫീന്റെ സ്പെക്ട്രം (1C), ഇത് ഗ്രാഫീനിന്റെ അവസ്ഥകളുടെ ഉയർന്ന പ്രാദേശിക സാന്ദ്രത വിശദീകരിക്കുന്നു 1B 0.3 ഇ.വി.

ചിത്രത്തിൽ 1D ഒറ്റ-പാളി ഗ്രാഫീന്റെ ഘടന നമുക്ക് കാണാൻ കഴിയും, അവിടെ കട്ടയും ലാറ്റിസും മോയർ സൂപ്പർ സ്ട്രക്ചർ*.

ഉപരിഘടന* - ഒരു നിശ്ചിത ഇടവേളയിൽ ആവർത്തിക്കുന്ന ഒരു ക്രിസ്റ്റലിൻ സംയുക്തത്തിന്റെ ഘടനയുടെ ഒരു സവിശേഷത, അങ്ങനെ വ്യത്യസ്തമായ ആൾട്ടർനേഷൻ കാലഘട്ടത്തിൽ ഒരു പുതിയ ഘടന സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

മോയർ* - പരസ്പരം മുകളിൽ രണ്ട് ആനുകാലിക മെഷ് പാറ്റേണുകളുടെ സൂപ്പർപോസിഷൻ.

താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ, വളർച്ച ഡെൻഡ്രിറ്റിക്, വികലമായ ഗ്രാഫീൻ ഡൊമെയ്നുകളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഗ്രാഫീനും അണ്ടർലയിംഗ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റും തമ്മിലുള്ള ദുർബലമായ ഇടപെടലുകൾ കാരണം, ഗ്രാഫീന്റെ ഭ്രമണ വിന്യാസം അണ്ടർലയിംഗ് എജി(111) യുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് അദ്വിതീയമല്ല.

ബോറോൺ നിക്ഷേപത്തിനു ശേഷം, സ്കാനിംഗ് ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പി (1 ഇ) ബോറോഫീൻ, ഗ്രാഫീൻ ഡൊമെയ്‌നുകളുടെ സംയോജനത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം കാണിച്ചു. ഗ്രാഫീനിനുള്ളിലെ പ്രദേശങ്ങളും ചിത്രത്തിൽ കാണാം, അവ പിന്നീട് ബോറോഫീനുമായി ഇടകലർന്ന ഗ്രാഫീനാണെന്ന് തിരിച്ചറിഞ്ഞു (ചിത്രത്തിൽ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. Gr/B). മൂന്ന് ദിശകളിലേക്ക് തിരിഞ്ഞ് 120° കോണിൽ വേർതിരിക്കുന്ന രേഖീയ മൂലകങ്ങളും ഈ ഭാഗത്ത് വ്യക്തമായി കാണാം (മഞ്ഞ അമ്പുകൾ).

ചിത്രം #2

ഫോട്ടോ ഓണാണ് 2പോലെ 1 ഇ, ബോറോൺ നിക്ഷേപത്തിനു ശേഷം ഗ്രാഫീനിൽ പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച ഇരുണ്ട ഡിപ്രഷനുകളുടെ രൂപം സ്ഥിരീകരിക്കുക.

ഈ രൂപങ്ങൾ നന്നായി പരിശോധിച്ച് അവയുടെ ഉത്ഭവം കണ്ടെത്തുന്നതിന്, അതേ പ്രദേശത്തുനിന്നും മറ്റൊരു ഫോട്ടോ എടുത്തിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ മാപ്പുകൾ |dln ഉപയോഗിച്ച്I/dz| (2B), എവിടെ I - ടണൽ കറന്റ്, d സാന്ദ്രത, ഒപ്പം z - പ്രോബ്-സാമ്പിൾ വേർതിരിക്കൽ (മൈക്രോസ്കോപ്പ് സൂചിയും സാമ്പിളും തമ്മിലുള്ള വിടവ്). ഈ സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ ഉപയോഗം ഉയർന്ന സ്പേഷ്യൽ റെസല്യൂഷനുള്ള ചിത്രങ്ങൾ നേടുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു. ഇതിനായി നിങ്ങൾക്ക് മൈക്രോസ്കോപ്പ് സൂചിയിൽ CO അല്ലെങ്കിൽ H2 ഉപയോഗിക്കാം.

ഇമേജ് ചിത്രം 2C ഒരു STM ഉപയോഗിച്ച് ലഭിച്ച ഒരു ചിത്രമാണ്, അതിന്റെ നുറുങ്ങ് CO പൂശിയതാണ്. ചിത്രങ്ങളുടെ താരതമ്യം А, В и С എല്ലാ ആറ്റോമിക് മൂലകങ്ങളും രണ്ട് തുല്യമല്ലാത്ത ദിശകളിലേക്ക് (ഫോട്ടോഗ്രാഫുകളിലെ ചുവപ്പും മഞ്ഞയും ത്രികോണങ്ങൾ) ദിശയിലുള്ള മൂന്ന് തിളങ്ങുന്ന ഷഡ്ഭുജങ്ങളായി നിർവചിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്ന് കാണിക്കുന്നു.

ഈ പ്രദേശത്തിന്റെ വിപുലീകരിച്ച ചിത്രങ്ങൾ (2D) ഈ മൂലകങ്ങൾ ബോറോൺ ഡോപന്റ് മാലിന്യങ്ങളുമായി യോജിക്കുന്നു, രണ്ട് ഗ്രാഫീൻ സബ്ലാറ്റിസുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, സൂപ്പർഇമ്പോസ്ഡ് ഘടനകൾ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

മൈക്രോസ്കോപ്പ് സൂചിയുടെ CO കോട്ടിംഗ് ബോറോഫീൻ ഷീറ്റിന്റെ ജ്യാമിതീയ ഘടന വെളിപ്പെടുത്തുന്നത് സാധ്യമാക്കി (2 ഇ), CO കോട്ടിംഗ് ഇല്ലാതെ സൂചി സ്റ്റാൻഡേർഡ് (മെറ്റൽ) ആണെങ്കിൽ ഇത് അസാധ്യമാണ്.

ചിത്രം #3

ബോറോഫീനും ഗ്രാഫീനും തമ്മിലുള്ള ലാറ്ററൽ ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസുകളുടെ രൂപീകരണം (3) ഇതിനകം ബോറോൺ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഗ്രാഫീൻ ഡൊമെയ്‌നുകൾക്ക് അടുത്തായി ബോറോഫെൻ വളരുമ്പോൾ സംഭവിക്കണം.

ഗ്രാഫീൻ-എച്ച്ബിഎൻ (ഗ്രാഫീൻ + ബോറോൺ നൈട്രൈഡ്) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ലാറ്ററൽ ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസുകൾക്ക് ലാറ്റിസ് സ്ഥിരതയുണ്ടെന്നും ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ ഡൈചാൽകോജെനൈഡുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾക്ക് സമമിതി സ്ഥിരതയുണ്ടെന്നും ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഓർമ്മിപ്പിക്കുന്നു. ഗ്രാഫീൻ/ബോറോഫീനിന്റെ കാര്യത്തിൽ, സ്ഥിതി അല്പം വ്യത്യസ്തമാണ് - ലാറ്റിസ് സ്ഥിരാങ്കങ്ങളുടെയോ ക്രിസ്റ്റൽ സമമിതിയുടെയോ അടിസ്ഥാനത്തിൽ അവയ്ക്ക് ഘടനാപരമായ സാമ്യം കുറവാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഇതൊക്കെയാണെങ്കിലും, ലാറ്ററൽ ഗ്രാഫീൻ/ബോറോഫെൻ ഹെറ്ററോഇന്റർഫേസ് ഏതാണ്ട് തികഞ്ഞ ആറ്റോമിക സ്ഥിരത പ്രകടമാക്കുന്നു, ബോറോൺ വരി (ബി-വരി) ദിശകൾ ഗ്രാഫീനിന്റെ സിഗ്സാഗ് (ZZ) ദിശകളുമായി വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നു.3). ഓണാണ് 3B ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസിന്റെ ZZ മേഖലയുടെ ഒരു മാഗ്‌നിഫൈഡ് ഇമേജ് കാണിച്ചിരിക്കുന്നു (നീല വരകൾ ബോറോൺ-കാർബൺ കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ഘടകങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു).

ഗ്രാഫീനുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ബോറോഫീൻ വളരുന്നതിനാൽ, ബോറോഫീനുമായി ഒരു ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസ് രൂപപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഗ്രാഫീൻ ഡൊമെയ്‌നിന്റെ അരികുകൾക്ക് ഉയർന്ന ചലനാത്മകത ഉണ്ടാകാൻ സാധ്യതയില്ല. അതിനാൽ, ഏതാണ്ട് ആറ്റോമികമായി കൃത്യമായ ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസ്, മൾട്ടിസൈറ്റ് ബോറോൺ ബോണ്ടുകളുടെ വ്യത്യസ്ത കോൺഫിഗറേഷനുകളുടെയും സവിശേഷതകളുടെയും ഫലമായിരിക്കാം. സ്കാനിംഗ് ടണലിംഗ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി സ്പെക്ട്ര (3C) കൂടാതെ ഡിഫറൻഷ്യൽ ടണൽ ചാലകത (3D) ഗ്രാഫീനിൽ നിന്ന് ബോറോഫീനിലേക്കുള്ള ഇലക്ട്രോണിക് പരിവർത്തനം ദൃശ്യമായ ഇന്റർഫേസ് അവസ്ഥകളില്ലാതെ ~5 Å ദൂരത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നുവെന്ന് കാണിക്കുക.

ചിത്രത്തിൽ 3 ഇ 3D-യിലെ മൂന്ന് ഡാഷ്ഡ് ലൈനുകളിൽ എടുത്ത മൂന്ന് സ്കാനിംഗ് ടണലിംഗ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി സ്പെക്ട്ര കാണിക്കുന്നു, ഇത് ഈ ഹ്രസ്വ ഇലക്ട്രോണിക് സംക്രമണം പ്രാദേശിക ഇന്റർഫേഷ്യൽ ഘടനകളോട് സംവേദനക്ഷമമല്ലെന്നും ബോറോഫെൻ-സിൽവർ ഇന്റർഫേസുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താമെന്നും സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.

ചിത്രം #4

ഗ്രാഫീൻ പരസ്പരബന്ധം* മുമ്പ് വ്യാപകമായി പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ ഇന്റർകലാന്റുകൾ യഥാർത്ഥ 2D ഷീറ്റുകളാക്കി മാറ്റുന്നത് താരതമ്യേന അപൂർവമാണ്.

ഇന്റർകലേഷൻ* - മറ്റ് തന്മാത്രകൾ അല്ലെങ്കിൽ തന്മാത്രകളുടെ ഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിൽ ഒരു തന്മാത്രയുടെയോ തന്മാത്രകളുടെ ഗ്രൂപ്പിന്റെയോ വിപരീത ഉൾപ്പെടുത്തൽ.

ബോറോണിന്റെ ചെറിയ ആറ്റോമിക ദൂരവും ഗ്രാഫീനും എജി(111) ഉം തമ്മിലുള്ള ദുർബലമായ പ്രതിപ്രവർത്തനം എന്നിവ ബോറോണുമായി ഗ്രാഫീന്റെ സംയോജനം സാധ്യമാക്കാൻ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു. ചിത്രത്തിൽ 4 ബോറോൺ ഇന്റർകലേഷൻ മാത്രമല്ല, ലംബമായ ബോറോഫീൻ-ഗ്രാഫീൻ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകളുടെ രൂപീകരണത്തിനും തെളിവുകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഗ്രാഫീനാൽ ചുറ്റപ്പെട്ട ത്രികോണ ഡൊമെയ്‌നുകൾ. ഈ ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള ഡൊമെയ്‌നിൽ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ട കട്ടയും ലാറ്റിസും ഗ്രാഫീന്റെ സാന്നിധ്യം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചുറ്റുമുള്ള ഗ്രാഫീനുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഈ ഗ്രാഫീൻ സംസ്ഥാനങ്ങളുടെ പ്രാദേശിക സാന്ദ്രത -50 മെവിയിൽ കുറവാണ് (4B). Ag(111)-ലെ ഗ്രാഫീനുമായി നേരിട്ട് താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, സ്പെക്ട്രത്തിലെ സംസ്ഥാനങ്ങളുടെ ഉയർന്ന പ്രാദേശിക സാന്ദ്രതയ്ക്ക് തെളിവുകളൊന്നുമില്ല. dI/dV (4C, ആഗ്(111) ഉപരിതല അവസ്ഥയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നീല വക്രം, ബോറോൺ ഇന്റർകലേഷന്റെ ആദ്യ തെളിവാണ്.

കൂടാതെ, ഭാഗിക ഇന്റർകലേഷനായി പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത് പോലെ, ഗ്രാഫീനും ത്രികോണ മേഖലയ്ക്കും ഇടയിലുള്ള ലാറ്ററൽ ഇന്റർഫേസിലുടനീളം ഗ്രാഫീൻ ലാറ്റിസ് തുടർച്ചയായി തുടരുന്നു (4D - ഒരു ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പ്രദേശവുമായി യോജിക്കുന്നു 4, ചുവന്ന ഡോട്ടുള്ള വരിയിൽ വട്ടമിട്ടു). ഒരു മൈക്രോസ്കോപ്പ് സൂചിയിൽ CO ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ചിത്രവും ബോറോൺ പകരമുള്ള മാലിന്യങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം സ്ഥിരീകരിച്ചു (4E - ഒരു ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പ്രദേശവുമായി യോജിക്കുന്നു 4, മഞ്ഞ ഡോട്ടുള്ള വരയിൽ വട്ടമിട്ടു).

ഒരു കോട്ടിംഗും ഇല്ലാത്ത മൈക്രോസ്കോപ്പ് സൂചികളും വിശകലന സമയത്ത് ഉപയോഗിച്ചു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഇന്റർകലേറ്റഡ് ഗ്രാഫീൻ ഡൊമെയ്‌നുകളിൽ 5 Å ആനുകാലികതയുള്ള ഏകമാന രേഖീയ മൂലകങ്ങളുടെ അടയാളങ്ങൾ വെളിപ്പെട്ടു (4F и 4G). ഈ ഏകമാന ഘടനകൾ ബോറോഫെൻ മാതൃകയിലെ ബോറോൺ നിരകളോട് സാമ്യമുള്ളതാണ്. ഗ്രാഫീനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പോയിന്റുകളുടെ കൂട്ടത്തിന് പുറമേ, ഫോറിയർ ചിത്രത്തിന്റെ രൂപമാറ്റം 4G 3 Å x 5 Å ചതുരാകൃതിയിലുള്ള ലാറ്റിസുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു ജോടി ഓർത്തോഗണൽ പോയിന്റുകൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു (4H), ഇത് ബോറോഫെൻ മോഡലുമായി മികച്ച യോജിപ്പിലാണ്. കൂടാതെ, രേഖീയ മൂലകങ്ങളുടെ നിരയുടെ ട്രിപ്പിൾ ഓറിയന്റേഷൻ (1 ഇ) ബോറോഫെൻ ഷീറ്റുകൾക്കായി നിരീക്ഷിച്ച അതേ പ്രബലമായ ഘടനയോട് നന്നായി യോജിക്കുന്നു.

ഈ നിരീക്ഷണങ്ങളെല്ലാം ആഗിന്റെ അരികുകൾക്ക് സമീപം ബോറോഫീൻ ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രാഫീന്റെ പരസ്പരബന്ധം ശക്തമായി നിർദ്ദേശിക്കുന്നു, ഇത് ലംബമായ ബോറോഫീൻ-ഗ്രാഫീൻ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് ഗ്രാഫീനിന്റെ പ്രാരംഭ കവറേജ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ പ്രയോജനകരമായി മനസ്സിലാക്കാം.

4I ഒരു ലംബമായ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യമാണ് 4H, ബോറോൺ വരിയുടെ (പിങ്ക് അമ്പടയാളം) ദിശ ഗ്രാഫീനിന്റെ (കറുത്ത അമ്പടയാളം) സിഗ്സാഗ് ദിശയുമായി അടുത്ത് വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നിടത്ത്, അങ്ങനെ ഒരു ഭ്രമണ ആനുപാതികമായ ലംബമായ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചർ രൂപപ്പെടുന്നു.

പഠനത്തിന്റെ സൂക്ഷ്മതകളെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ വിശദമായി അറിയുന്നതിന്, ഞാൻ നോക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു ശാസ്ത്രജ്ഞർ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു и അധിക മെറ്റീരിയലുകൾ അവന്.

എപ്പിലോഗ്

ഗ്രാഫീനിനൊപ്പം ലാറ്ററൽ, ലംബമായ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകൾ രൂപപ്പെടുത്താൻ ബോറോഫീന് തികച്ചും കഴിവുണ്ടെന്ന് ഈ പഠനം തെളിയിച്ചു. നാനോ ടെക്നോളജിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പുതിയ തരം ദ്വിമാന മൂലകങ്ങൾ, ഫ്ലെക്സിബിൾ, വെയറബിൾ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, പുതിയ തരം അർദ്ധചാലകങ്ങൾ എന്നിവ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇത്തരം സംവിധാനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം.

ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്ക് അവരുടെ വികസനം ശക്തമായ മുന്നേറ്റമാകുമെന്ന് ഗവേഷകർ തന്നെ വിശ്വസിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അവരുടെ വാക്കുകൾ പ്രവചനാത്മകമായി മാറുമെന്ന് ഉറപ്പിച്ച് പറയാൻ ഇപ്പോഴും പ്രയാസമാണ്. ഇപ്പോൾ, ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ മനസ്സിൽ നിറയുന്ന ആ സയൻസ് ഫിക്ഷൻ ആശയങ്ങൾ ഒരു പൂർണ്ണമായ യാഥാർത്ഥ്യമായി മാറുന്നതിന് ഗവേഷണം ചെയ്യാനും മനസ്സിലാക്കാനും കണ്ടുപിടിക്കാനും ഇനിയും ഒരുപാട് കാര്യങ്ങൾ ചെയ്യാനുണ്ട്.

വായനയ്ക്ക് നന്ദി, ജിജ്ഞാസയോടെ തുടരുക, നല്ല ആഴ്‌ച ആസ്വദിക്കൂ സുഹൃത്തുക്കളെ. 🙂

ഞങ്ങളോടൊപ്പം താമസിച്ചതിന് നന്ദി. ഞങ്ങളുടെ ലേഖനങ്ങൾ നിങ്ങൾക്ക് ഇഷ്ടമാണോ? കൂടുതൽ രസകരമായ ഉള്ളടക്കം കാണാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുണ്ടോ? ഒരു ഓർഡർ നൽകി അല്ലെങ്കിൽ സുഹൃത്തുക്കൾക്ക് ശുപാർശ ചെയ്തുകൊണ്ട് ഞങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുക, നിങ്ങൾക്കായി ഞങ്ങൾ കണ്ടുപിടിച്ച എൻട്രി ലെവൽ സെർവറുകളുടെ തനതായ അനലോഗിൽ Habr ഉപയോക്താക്കൾക്ക് 30% കിഴിവ്: VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 കോറുകൾ) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps-നെക്കുറിച്ചുള്ള മുഴുവൻ സത്യവും $20 മുതൽ അല്ലെങ്കിൽ എങ്ങനെ ഒരു സെർവർ പങ്കിടാം? (RAID1, RAID10 എന്നിവയ്‌ക്കൊപ്പം 24 കോറുകൾ വരെയും 40GB DDR4 വരെയും ലഭ്യമാണ്).

Dell R730xd 2 മടങ്ങ് വിലകുറഞ്ഞോ? ഇവിടെ മാത്രം 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV $199 മുതൽ നെതർലാൻഡിൽ! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 മുതൽ! കുറിച്ച് വായിക്കുക ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ കോർപ്പറേഷൻ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കാം. ഒരു പൈസയ്ക്ക് 730 യൂറോ വിലയുള്ള Dell R5xd E2650-4 v9000 സെർവറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്ലാസ്?

അവലംബം: www.habr.com