এনআই এবং এর দ্বি-মুখী পলিমার-মুক্ত স্থানান্তরতে একটি স্বচ্ছ গ্রাফাইট ফিল্ম বাড়ানো

প্রকৃতি ডটকম দেখার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি যে ব্রাউজারের ব্যবহার করছেন তার সংস্করণে সীমিত সিএসএস সমর্থন রয়েছে। সেরা ফলাফলের জন্য, আমরা আপনাকে সুপারিশ করি যে আপনি আপনার ব্রাউজারের একটি নতুন সংস্করণ ব্যবহার করুন (বা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্যতা মোড অক্ষম করুন)। ইতিমধ্যে, চলমান সমর্থন নিশ্চিত করতে, আমরা স্টাইলিং বা জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটি প্রদর্শন করছি।
ন্যানোস্কেল গ্রাফাইট ফিল্মস (এনজিএফএস) হ'ল শক্তিশালী ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি যা অনুঘটক রাসায়নিক বাষ্পের জমার দ্বারা উত্পাদিত হতে পারে, তবে তাদের স্থানান্তরের স্বাচ্ছন্দ্য এবং কীভাবে পৃষ্ঠের রূপচর্চা পরবর্তী প্রজন্মের ডিভাইসে তাদের ব্যবহারকে প্রভাবিত করে সে সম্পর্কে প্রশ্নগুলি রয়ে গেছে। এখানে আমরা পলিক্রিস্টালাইন নিকেল ফয়েল (অঞ্চল 55 সেমি 2, প্রায় 100 এনএম বেধ) এবং এর পলিমার-মুক্ত স্থানান্তর (সামনে এবং পিছনে, 6 সেমি 2 পর্যন্ত অঞ্চল) এর উভয় পক্ষের এনজিএফের বৃদ্ধির প্রতিবেদন করি। অনুঘটক ফয়েলটির রূপবিজ্ঞানের কারণে, দুটি কার্বন ফিল্ম তাদের শারীরিক বৈশিষ্ট্য এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলিতে পৃথক হয় (যেমন পৃষ্ঠের রুক্ষতা)। আমরা দেখিয়েছি যে রাউগার ব্যাকসাইড সহ এনজিএফগুলি NO2 সনাক্তকরণের জন্য উপযুক্ত, অন্যদিকে সামনের দিকে মসৃণ এবং আরও পরিবাহী এনজিএফএস (2000 এস/সেমি, শীট প্রতিরোধের - 50 ওহম/এম 2) টেকসই কন্ডাক্টর হতে পারে। সৌর কোষের চ্যানেল বা ইলেক্ট্রোড (যেহেতু এটি দৃশ্যমান আলোর 62% প্রেরণ করে)। সামগ্রিকভাবে, বর্ণিত বৃদ্ধি এবং পরিবহন প্রক্রিয়াগুলি প্রযুক্তিগত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিকল্প কার্বন উপাদান হিসাবে এনজিএফকে উপলব্ধি করতে সহায়তা করতে পারে যেখানে গ্রাফিন এবং মাইক্রন-পুরু গ্রাফাইট ফিল্মগুলি উপযুক্ত নয়।
গ্রাফাইট একটি বহুল ব্যবহৃত শিল্প উপাদান। উল্লেখযোগ্যভাবে, গ্রাফাইটে তুলনামূলকভাবে কম ভর ঘনত্ব এবং উচ্চতর ইন-প্লেন তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতাগুলির বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি কঠোর তাপ এবং রাসায়নিক পরিবেশে খুব স্থিতিশীল 1,2। ফ্লেক গ্রাফাইট গ্রাফিন রিসার্চ 3 এর জন্য একটি সুপরিচিত প্রারম্ভিক উপাদান। পাতলা ছায়াছবিগুলিতে প্রক্রিয়া করা হলে, এটি সেন্সর 8,9,10 এর একটি সক্রিয় উপাদান হিসাবে এবং বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় হস্তক্ষেপ সুরক্ষা 11 এর জন্য একটি সক্রিয় উপাদান হিসাবে স্মার্টফোন 4,5,6,7 এর মতো বৈদ্যুতিন ডিভাইসগুলির জন্য তাপ সিঙ্ক সহ বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। 12 এবং চরম আল্ট্রাভায়োলেট 13,14 এ লিথোগ্রাফির জন্য ফিল্মগুলি, সৌর কোষে চ্যানেলগুলি পরিচালনা করে 15,16। এই সমস্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, ন্যানোস্কেল <100 এনএম -তে নিয়ন্ত্রিত বেধযুক্ত গ্রাফাইট ফিল্মগুলির (এনজিএফএস) বৃহত অঞ্চলগুলি সহজেই উত্পাদিত এবং পরিবহন করা যেতে পারে তবে এটি একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা হবে।
গ্রাফাইট ফিল্মগুলি বিভিন্ন পদ্ধতি দ্বারা উত্পাদিত হয়। একটি ক্ষেত্রে, এম্বেডিং এবং সম্প্রসারণের পরে এক্সফোলিয়েশন গ্রাফিন ফ্লেক্স 10,11,17 উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। ফ্লেকগুলি অবশ্যই প্রয়োজনীয় বেধের ফিল্মগুলিতে আরও প্রক্রিয়া করতে হবে এবং ঘন গ্রাফাইট শিটগুলি উত্পাদন করতে প্রায়শই বেশ কয়েক দিন সময় লাগে। আরেকটি পদ্ধতি হ'ল গ্রাফিয়েটাল সলিড পূর্ববর্তী দিয়ে শুরু করা। শিল্পে, পলিমারগুলির শীটগুলি কার্বনাইজড হয় (1000–1500 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে) এবং তারপরে গ্রাফিটাইজড (2800–3200 ° C এ) সু-কাঠামোগত স্তরযুক্ত উপকরণ গঠনের জন্য। যদিও এই ফিল্মগুলির গুণমান বেশি, তবে শক্তি খরচ উল্লেখযোগ্য 1,18,19 এবং সর্বনিম্ন বেধ কয়েকটি মাইক্রন 1,18,19,20 এর মধ্যে সীমাবদ্ধ।
অনুঘটক কেমিক্যাল বাষ্প ডিপোজিশন (সিভিডি) উচ্চ কাঠামোগত গুণমান এবং যুক্তিসঙ্গত ব্যয় 21,22,23,24,25,26,27 সহ গ্রাফিন এবং আল্ট্রাথিন গ্রাফাইট ফিল্ম (<10 এনএম) উত্পাদন করার জন্য একটি সুপরিচিত পদ্ধতি। তবে গ্রাফিন এবং আল্ট্রাথিন গ্রাফাইট ফিল্মস 28 এর বৃদ্ধির সাথে তুলনা করে, সিভিডি ব্যবহার করে এনজিএফের বৃহত-অঞ্চল বৃদ্ধি এবং/অথবা এনজিএফ প্রয়োগের চেয়ে কম অন্বেষণ করা হয় 11,13,29,30,31,32,33।
সিভিডি-বর্ধিত গ্রাফিন এবং গ্রাফাইট ফিল্মগুলি প্রায়শই কার্যকরী সাবস্ট্রেটস 34 এ স্থানান্তর করা প্রয়োজন। এই পাতলা ফিল্ম ট্রান্সফারগুলিতে দুটি প্রধান পদ্ধতি জড়িত 35: (1) নন-এচ ট্রান্সফার 36,37 এবং (2) এচ-ভিত্তিক ভেজা রাসায়নিক স্থানান্তর (সাবস্ট্রেট সমর্থিত) 14,34,38। প্রতিটি পদ্ধতির কিছু সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে এবং অন্য কোথাও বর্ণিত 35,39 হিসাবে বর্ণিত অ্যাপ্লিকেশনটির উপর নির্ভর করে অবশ্যই নির্বাচন করা উচিত। অনুঘটক স্তরগুলিতে উত্থিত গ্রাফিন/গ্রাফাইট ফিল্মগুলির জন্য, ভিজা রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে স্থানান্তর (যার মধ্যে পলিমিথাইল মেথাক্রাইলেট (পিএমএমএ) সর্বাধিক ব্যবহৃত সমর্থন স্তর) প্রথম পছন্দ হিসাবে রয়ে গেছে 13,30,34,38,40,41,42। আপনি এট আল। এটি উল্লেখ করা হয়েছিল যে এনজিএফ স্থানান্তর (নমুনার আকার প্রায় 4 সেমি 2) 25,43 এর জন্য কোনও পলিমার ব্যবহার করা হয়নি, তবে স্থানান্তরের সময় নমুনা স্থিতিশীলতা এবং/অথবা হ্যান্ডলিংয়ের বিষয়ে কোনও বিবরণ সরবরাহ করা হয়নি; পলিমার ব্যবহার করে ভেজা রসায়ন প্রক্রিয়াগুলি বেশ কয়েকটি পদক্ষেপ নিয়ে গঠিত, যার মধ্যে রয়েছে অ্যাপ্লিকেশন এবং পরবর্তীকালে একটি বলিদানকারী পলিমার স্তর 30,38,40,41,42 অপসারণ সহ। এই প্রক্রিয়াটির অসুবিধাগুলি রয়েছে: উদাহরণস্বরূপ, পলিমার অবশিষ্টাংশগুলি বর্ধিত ফিল্ম 38 এর বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করতে পারে। অতিরিক্ত প্রসেসিং অবশিষ্ট পলিমার অপসারণ করতে পারে তবে এই অতিরিক্ত পদক্ষেপগুলি ফিল্ম উত্পাদনের ব্যয় এবং সময়কে বাড়িয়ে 38,40। সিভিডি বৃদ্ধির সময়, গ্রাফিনের একটি স্তর কেবল অনুঘটক ফয়েল (বাষ্প প্রবাহের মুখোমুখি পাশ) সামনের দিকে নয়, তার পিছনের দিকেও জমা হয়। যাইহোক, পরবর্তীটি একটি বর্জ্য পণ্য হিসাবে বিবেচিত হয় এবং দ্রুত নরম প্লাজমা 38,41 দ্বারা সরানো যেতে পারে। এই ফিল্মটি পুনর্ব্যবহার করা ফলন সর্বাধিক করতে সহায়তা করতে পারে, এমনকি এটি ফেস কার্বন ফিল্মের চেয়ে নিম্ন মানের হলেও।
এখানে, আমরা সিভিডি দ্বারা পলিক্রিস্টালাইন নিকেল ফয়েলে উচ্চ কাঠামোগত মানের সাথে এনজিএফের ওয়েফার-স্কেল বাইফেসিয়াল বৃদ্ধির প্রস্তুতির প্রতিবেদন করি। এটি মূল্যায়ন করা হয়েছিল যে কীভাবে ফয়েলটির সামনের এবং পিছনের পৃষ্ঠের রুক্ষতা এনজিএফের রূপবিজ্ঞান এবং কাঠামোকে প্রভাবিত করে। আমরা নিকেল ফয়েলের উভয় দিক থেকে মাল্টিফংশনাল সাবস্ট্রেটগুলিতে এনজিএফের ব্যয়-কার্যকর এবং পরিবেশ বান্ধব পলিমার-মুক্ত স্থানান্তরও প্রদর্শন করি এবং সামনের এবং পিছনের ফিল্মগুলি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য কীভাবে উপযুক্ত তা দেখায়।
নিম্নলিখিত বিভাগগুলি স্ট্যাকড গ্রাফিন স্তরগুলির সংখ্যার উপর নির্ভর করে বিভিন্ন গ্রাফাইট ফিল্মের বেধগুলি নিয়ে আলোচনা করে: (i) একক স্তর গ্রাফিন (এসএলজি, 1 স্তর), (ii) কয়েকটি স্তর গ্রাফিন (এফএলজি, <10 স্তর), (iii) মাল্টিলেয়ার গ্রাফিন (এমএলজি, 10-30 স্তর) এবং (আইভি) এনজিএফ (~ 300 লেয়ারস)। দ্বিতীয়টি হ'ল সর্বাধিক সাধারণ বেধ যা অঞ্চল শতাংশ হিসাবে প্রকাশিত হয় (প্রায় 100 মিমি 2 প্রতি প্রায় 97% অঞ্চল) 30। এজন্য পুরো ছবিটিকে কেবল এনজিএফ বলা হয়।
গ্রাফিন এবং গ্রাফাইট ফিল্মগুলির সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত পলিক্রিস্টালাইন নিকেল ফয়েলগুলির উত্পাদন এবং পরবর্তী প্রক্রিয়াজাতকরণের ফলে বিভিন্ন টেক্সচার রয়েছে। আমরা সম্প্রতি এনজিএফ 30 এর বৃদ্ধির প্রক্রিয়াটি অনুকূল করার জন্য একটি সমীক্ষা জানিয়েছি। আমরা দেখাই যে প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি যেমন অ্যানিলিং সময় এবং চেম্বারের চাপ বৃদ্ধির পর্যায়ে অভিন্ন বেধের এনজিএফগুলি অর্জনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এখানে, আমরা পলিশ ফ্রন্ট (এফএস) এবং নিকেল ফয়েল (চিত্র 1 এ) এর আনপোলিশ ব্যাক (বিএস) পৃষ্ঠগুলিতে এনজিএফের বৃদ্ধি আরও তদন্ত করেছি। সারণি 1 এ তালিকাভুক্ত তিন ধরণের নমুনা এফএস এবং বিএস পরীক্ষা করা হয়েছিল। ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন করার পরে, নিকেল ফয়েল (এনআইএজি) এর উভয় পাশে এনজিএফের অভিন্ন বৃদ্ধি একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত ধাতব রৌপ্য ধূসর থেকে ম্যাট ধূসর বর্ণের (চিত্র। 1 এ) পর্যন্ত বাল্ক এনআই সাবস্ট্রেটের রঙ পরিবর্তন দ্বারা দেখা যায়; মাইক্রোস্কোপিক পরিমাপ নিশ্চিত করা হয়েছিল (চিত্র 1 বি, সি)। উজ্জ্বল অঞ্চলে পর্যবেক্ষণ করা এবং চিত্র 1 বিতে লাল, নীল এবং কমলা তীর দ্বারা নির্দেশিত এফএস-এনজিএফের একটি সাধারণ রমন বর্ণালী চিত্র 1 সিতে দেখানো হয়েছে। গ্রাফাইট জি (1683 সেমি - 1) এবং 2 ডি (2696 সেমি - 1) এর বৈশিষ্ট্যযুক্ত রমন শৃঙ্গগুলি অত্যন্ত স্ফটিক এনজিএফ (চিত্র 1 সি, টেবিল এসআই 1) এর বৃদ্ধি নিশ্চিত করে। পুরো ফিল্ম জুড়ে, তীব্রতা অনুপাত (আই 2 ডি/আইজি) ~ 0.3 সহ রমন বর্ণালীটির একটি প্রাধান্য পরিলক্ষিত হয়েছিল, অন্যদিকে আই 2 ডি/আইজি = 0.8 সহ রমন স্পেকট্রা খুব কমই পরিলক্ষিত হয়েছিল। পুরো ফিল্মে ত্রুটিযুক্ত শিখরের অনুপস্থিতি (ডি = 1350 সেমি -1) এনজিএফ বৃদ্ধির উচ্চমানের নির্দেশ করে। বিএস-এনজিএফ নমুনায় (চিত্র সি 1 এ এবং বি, টেবিল এসআই 1) এ অনুরূপ রমন ফলাফল প্রাপ্ত হয়েছিল।
এনআইএজি এফএস- এবং বিএস-এনজিএফের তুলনা: (ক) ওয়েফার স্কেল (55 সেমি 2) এ এনজিএফ বৃদ্ধি দেখানো একটি সাধারণ এনজিএফ (এনআইএজি) নমুনার ফটোগ্রাফ এবং ফলস্বরূপ বিএস- এবং এফএস-নি ফয়েল নমুনাগুলি, (খ) এফএস-এনজিএফ চিত্রগুলি/ এনআই) সেমি ইনড্রাড (সি) সেমি এএন, সি) এফএস -এনজিএফ/এনআই, (ই, জি) এর উপর ম্যাগনিফিকেশনগুলি বিএস -এনজিএফ/এনআই সেট করে বিভিন্ন ম্যাগনিফিকেশনে এসইএম চিত্রগুলি। নীল তীরটি এফএলজি অঞ্চলকে নির্দেশ করে, কমলা তীরটি এমএলজি অঞ্চল (এফএলজি অঞ্চলের নিকটে) নির্দেশ করে, লাল তীরটি এনজিএফ অঞ্চলকে নির্দেশ করে এবং ম্যাজেন্টা তীরটি ভাঁজটি নির্দেশ করে।
যেহেতু বৃদ্ধি প্রাথমিক সাবস্ট্রেট, স্ফটিক আকার, ওরিয়েন্টেশন এবং শস্যের সীমানার বেধের উপর নির্ভর করে, তাই বৃহত অঞ্চলে এনজিএফ বেধের যুক্তিসঙ্গত নিয়ন্ত্রণ অর্জন একটি চ্যালেঞ্জ 20,34,44 হিসাবে রয়ে গেছে। এই গবেষণায় আমরা পূর্বে প্রকাশিত সামগ্রী ব্যবহার করেছি। এই প্রক্রিয়াটি 100 মিমি 230 প্রতি 0.1 থেকে 3% এর একটি উজ্জ্বল অঞ্চল উত্পাদন করে। নিম্নলিখিত বিভাগগুলিতে, আমরা উভয় ধরণের অঞ্চলের জন্য ফলাফল উপস্থাপন করি। উচ্চ ম্যাগনিফিকেশন এসইএম চিত্রগুলি উভয় পক্ষের (চিত্র 1 এফ, জি) বেশ কয়েকটি উজ্জ্বল বিপরীতে অঞ্চলের উপস্থিতি দেখায়, যা এফএলজি এবং এমএলজি অঞ্চলগুলির উপস্থিতি নির্দেশ করে 30,45। এটি রমন স্ক্যাটারিং (চিত্র 1 সি) এবং টিএম ফলাফল দ্বারাও নিশ্চিত করা হয়েছিল ("এফএস-এনজিএফ: কাঠামো এবং বৈশিষ্ট্য" বিভাগে পরে আলোচনা করা হয়েছে)। এফএস- এবং বিএস-এনজিএফ/এনআই নমুনাগুলিতে (এনআই-তে উত্থিত সামনের এবং পিছনের এনজিএফ) উপর পর্যবেক্ষণ করা এফএলজি এবং এমএলজি অঞ্চলগুলি প্রাক-অ্যানিলিংয়ের সময় গঠিত বৃহত এনআই (111) শস্যগুলিতে বেড়েছে 222,30,45 এর সময়। উভয় পক্ষেই ভাঁজ লক্ষ্য করা গেছে (চিত্র 1 বি, বেগুনি তীর দিয়ে চিহ্নিত)। গ্রাফাইট এবং নিকেল সাবস্ট্রেট 30,38 এর মধ্যে তাপীয় প্রসারণের সহগের বৃহত পার্থক্যের কারণে এই ভাঁজগুলি প্রায়শই সিভিডি-বর্ধিত গ্রাফিন এবং গ্রাফাইট ফিল্মগুলিতে পাওয়া যায়।
এএফএম চিত্রটি নিশ্চিত করেছে যে এফএস-এনজিএফ নমুনা বিএস-এনজিএফ নমুনা (চিত্র এসআই 1) (চিত্র এসআই 2) এর চেয়ে চাটুকার ছিল। মূল গড় স্কোয়ার (আরএমএস) এফএস-এনজিএফ/নি (চিত্র। এসআই 2 সি) এবং বিএস-এনজিএফ/নি (চিত্র। সি 2 ডি) এর রুক্ষতা মানগুলি যথাক্রমে 82 এবং 200 এনএম (20 × 20 μM2 এর ক্ষেত্রের উপর পরিমাপ করা)। উচ্চতর রুক্ষতাটি প্রাপ্ত-প্রাপ্ত রাজ্যে নিকেল (এনআইআর) ফয়েল (চিত্র এসআই 3) এর পৃষ্ঠ বিশ্লেষণের ভিত্তিতে বোঝা যায়। এফএস এবং বিএস-এনআইআর-এর এসইএম চিত্রগুলি চিত্রগুলি সি 3 এ-ডি-তে দেখানো হয়েছে, বিভিন্ন পৃষ্ঠের রূপচর্চায় প্রদর্শন করে: পালিশ করা এফএস-নি ফয়েলের ন্যানো- এবং মাইক্রন-আকারের গোলাকার কণা রয়েছে, যখন আনপলিশড বিএস-নি ফয়েল একটি উত্পাদন মই প্রদর্শন করে। উচ্চ শক্তি সহ কণা হিসাবে। এবং পতন। অ্যানিলেড নিকেল ফয়েল (এনআইএ) এর কম এবং উচ্চ রেজোলিউশন চিত্রগুলি চিত্র Si3e - এইচ -তে দেখানো হয়েছে। এই পরিসংখ্যানগুলিতে, আমরা নিকেল ফয়েল (ডুমুর। সি 3 ই-এইচ) এর উভয় পক্ষের বেশ কয়েকটি মাইক্রন-আকারের নিকেল কণার উপস্থিতি পর্যবেক্ষণ করতে পারি। বড় শস্যের একটি নি (111) পৃষ্ঠের ওরিয়েন্টেশন থাকতে পারে, যেমনটি পূর্বে 30,46 রিপোর্ট করেছে। এফএস-এনআইএ এবং বিএস-এনআইএর মধ্যে নিকেল ফয়েল মরফোলজিতে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে। বিএস-এনজিএফ/এনআইয়ের উচ্চতর রুক্ষতা বিএস-নিয়ারের অপরিশোধিত পৃষ্ঠের কারণে, যার পৃষ্ঠটি অ্যানিলিংয়ের পরেও উল্লেখযোগ্যভাবে রুক্ষ থেকে যায় (চিত্র সি 3)। বৃদ্ধির প্রক্রিয়াটির আগে এই ধরণের পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য গ্রাফিন এবং গ্রাফাইট ফিল্মগুলির রুক্ষতা নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়। এটি লক্ষ করা উচিত যে মূল স্তরটি গ্রাফিন বৃদ্ধির সময় কিছু শস্য পুনর্গঠনের মধ্য দিয়ে যায়, যা শস্যের আকার কিছুটা হ্রাস করে এবং অ্যানিলেড ফয়েল এবং অনুঘটক ফিল্ম 22 এর তুলনায় সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠের রুক্ষতা কিছুটা বাড়িয়ে তোলে।
সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠের রুক্ষতা সূক্ষ্ম সুরকরণ, অ্যানিলিং সময় (শস্যের আকার) 30,47 এবং রিলিজ কন্ট্রোল 43 আঞ্চলিক এনজিএফ বেধের অভিন্নতা µm2 এবং/অথবা এমনকি এনএম 2 স্কেল (যেমন, কয়েকটি ন্যানোমিটারের বেধের বিভিন্নতা) হ্রাস করতে সহায়তা করবে। সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠের রুক্ষতা নিয়ন্ত্রণ করতে, ফলস্বরূপ নিকেল ফয়েলটির ইলেক্ট্রোলাইটিক পলিশিংয়ের মতো পদ্ধতিগুলি বিবেচনা করা যেতে পারে 48। প্রিট্রেটেড নিকেল ফয়েলটি তখন কম তাপমাত্রায় (<900 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড) 46 এবং সময় (<5 মিনিট) এ সংযুক্ত করা যেতে পারে বড় এনআই (111) শস্য (যা এফএলজি বৃদ্ধির জন্য উপকারী) এড়াতে।
এসএলজি এবং এফএলজি গ্রাফিন অ্যাসিড এবং জলের পৃষ্ঠের উত্তেজনাকে প্রতিরোধ করতে অক্ষম, ভেজা রাসায়নিক স্থানান্তর প্রক্রিয়াগুলির সময় যান্ত্রিক সহায়তা স্তরগুলির প্রয়োজন 22,34,38। পলিমার-সমর্থিত একক-স্তর গ্রাফিন 38 এর ভেজা রাসায়নিক স্থানান্তরের বিপরীতে, আমরা দেখতে পেলাম যে এএস-বয়স্ক এনজিএফের উভয় পক্ষই পলিমার সমর্থন ছাড়াই স্থানান্তরিত হতে পারে, চিত্র 2 এ হিসাবে দেখানো হয়েছে (আরও তথ্যের জন্য চিত্র এসআই 4 এ দেখুন)। প্রদত্ত সাবস্ট্রেটে এনজিএফের স্থানান্তর অন্তর্নিহিত এনআই 30.49 ফিল্মের ভেজা এচিং দিয়ে শুরু হয়। প্রাপ্তবয়স্ক এনজিএফ/এনআই/এনজিএফ নমুনাগুলি 70% এইচএনও 3 এর 15 মিলি মধ্যে 600 এমএল ডিওনাইজড (ডিআই) জলের সাথে মিশ্রিত করা হয়েছিল। এনআই ফয়েলটি সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত হওয়ার পরে, এফএস-এনজিএফ সমতল থাকে এবং এনজিএফ/এনআই/এনজিএফ নমুনার মতো তরলের পৃষ্ঠের উপরে ভাসমান থাকে, যখন বিএস-এনজিএফ জলে নিমজ্জিত হয় (চিত্র 2 এ, বি)। বিচ্ছিন্ন এনজিএফকে তখন একটি বেকার থেকে তাজা ডিওনাইজড জলযুক্ত অন্য বিকারে স্থানান্তরিত করা হয়েছিল এবং বিচ্ছিন্ন এনজিএফটি পুরোপুরি ধুয়ে নেওয়া হয়েছিল, অবতল কাচের থালা দিয়ে চার থেকে ছয়বার পুনরাবৃত্তি করে। শেষ অবধি, এফএস-এনজিএফ এবং বিএস-এনজিএফ পছন্দসই সাবস্ট্রেটে স্থাপন করা হয়েছিল (চিত্র 2 সি)।
নিকেল ফয়েলে উত্থিত এনজিএফের জন্য পলিমার-মুক্ত ভেজা রাসায়নিক স্থানান্তর প্রক্রিয়া: (ক) প্রক্রিয়া প্রবাহ ডায়াগ্রাম (আরও তথ্যের জন্য চিত্র এসআই 4 দেখুন), (খ) এনআই এচিংয়ের পরে পৃথক এনজিএফের ডিজিটাল ফটোগ্রাফ (2 নমুনা), (সি) উদাহরণ এফএস-এবং বিএস-এনজিএফ) থেকে এসআইও 2/এসআই সাবস্ট্রেট, (ডি। প্যানেল ডি হিসাবে নমুনা (দুটি অংশে বিভক্ত), সোনার ধাতুপট্টাবৃত সি কাগজ এবং ন্যাফিয়নে স্থানান্তরিত (নমনীয় স্বচ্ছ স্তর, লাল কোণগুলির সাথে চিহ্নিত প্রান্তগুলি)।
নোট করুন যে ভেজা রাসায়নিক স্থানান্তর পদ্ধতি ব্যবহার করে সম্পাদিত এসএলজি স্থানান্তর 20-24 ঘন্টা 38 এর মোট প্রক্রিয়াজাতকরণ সময় প্রয়োজন। পলিমার-মুক্ত স্থানান্তর কৌশলটি এখানে প্রদর্শিত হয়েছে (চিত্র এসআই 4 এ), সামগ্রিক এনজিএফ স্থানান্তর প্রক্রিয়াকরণের সময়টি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে (প্রায় 15 ঘন্টা)। প্রক্রিয়াটি রয়েছে: (পদক্ষেপ 1) একটি এচিং সমাধান প্রস্তুত করুন এবং এতে নমুনাটি রাখুন (10 মিনিট), তারপরে নি এচিংয়ের জন্য রাতারাতি অপেক্ষা করুন (~ 7200 মিনিট), (পদক্ষেপ 2) ডিওনাইজড ওয়াটার (পদক্ষেপ - 3) দিয়ে ধুয়ে ফেলুন। ডিওনাইজড জলে সঞ্চয় করুন বা লক্ষ্য সাবস্ট্রেটে (20 মিনিট) স্থানান্তর করুন। এনজিএফ এবং বাল্ক ম্যাট্রিক্সের মধ্যে আটকে থাকা জল কৈশিক ক্রিয়া (ব্লটিং পেপার ব্যবহার করে) 38 দ্বারা সরানো হয়, তারপরে অবশিষ্ট জলের ফোঁটাগুলি প্রাকৃতিক শুকানোর (প্রায় 30 মিনিট) দ্বারা সরানো হয় এবং অবশেষে নমুনাটি 10 ​​মিনিটের জন্য শুকানো হয়। একটি ভ্যাকুয়াম ওভেনে মিনিট (10-1 এমবিএআর) 50-90 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড (60 মিনিট) 38 এ।
গ্রাফাইট মোটামুটি উচ্চ তাপমাত্রায় (200 ° C) 50,51,52 এ জল এবং বাতাসের উপস্থিতি প্রতিরোধ করার জন্য পরিচিত। আমরা ঘরের তাপমাত্রায় ডিওনাইজড জলে এবং সিলড বোতলগুলিতে কয়েক দিন থেকে এক বছর থেকে এক বছর (চিত্র এসআই 4) যে কোনও জায়গায় রমন স্পেকট্রোস্কোপি, এসইএম এবং এক্সআরডি ব্যবহার করে নমুনাগুলি পরীক্ষা করেছি। কোনও লক্ষণীয় অবক্ষয় নেই। চিত্র 2 সি ডিওনাইজড জলে ফ্রি-স্ট্যান্ডিং এফএস-এনজিএফ এবং বিএস-এনজিএফ দেখায়। চিত্র 2 সি এর শুরুতে দেখানো হয়েছে, আমরা তাদের একটি এসআইও 2 (300 এনএম)/এসআই সাবস্ট্রেটে ক্যাপচার করেছি। অতিরিক্তভাবে, চিত্র 2 ডি, ই-তে যেমন দেখানো হয়েছে, অবিচ্ছিন্ন এনজিএফ বিভিন্ন সাবস্ট্রেটে যেমন পলিমার (নেক্সলভ এবং নাফিয়ন থেকে থার্মাবাইট পলিমাইড) এবং সোনার প্রলিপ্ত কার্বন পেপারে স্থানান্তরিত হতে পারে। ভাসমান এফএস-এনজিএফ সহজেই লক্ষ্য স্তরটিতে স্থাপন করা হয়েছিল (চিত্র 2 সি, ডি)। যাইহোক, 3 সেমি 2 এর চেয়ে বড় বিএস-এনজিএফ নমুনাগুলি পুরোপুরি জলে নিমগ্ন হলে পরিচালনা করা কঠিন ছিল। সাধারণত, যখন তারা জলে ঘূর্ণায়মান শুরু করে, অযত্ন হ্যান্ডলিংয়ের কারণে তারা কখনও কখনও দুটি বা তিনটি অংশে বিভক্ত হয় (চিত্র 2E)। সামগ্রিকভাবে, আমরা যথাক্রমে 6 এবং 3 সেমি 2 অবধি নমুনাগুলির জন্য পিএস- এবং বিএস-এনজিএফ (এনজিএফ/এনআই/এনজিএফ বৃদ্ধি ব্যতীত অবিচ্ছিন্ন বিরামবিহীন স্থানান্তর) এর পলিমার-মুক্ত স্থানান্তর অর্জন করতে সক্ষম হয়েছি। বাকী যে কোনও বড় বা ছোট টুকরোগুলি পছন্দসই সাবস্ট্রেটের (~ 1 মিমি 2, চিত্র সি 4 বি, "এফএস-এনজিএফ: কাঠামো এবং বৈশিষ্ট্যগুলি (আলোচিত) এর অধীনে" কাঠামো এবং বৈশিষ্ট্যগুলি "এর ভিত্তিতে (চিত্র এসআই 4) এর উপর ভিত্তি করে তৈরি করতে পারে (চিত্র এসআই 4) এর উপর নির্ভর করে না এমনটি কপার গ্রিডে স্থানান্তরিত নমুনা দেখুন (চিত্র এসআই 4) এর উপর নির্ভর করে দেখুন। 98-99% (স্থানান্তরের জন্য বৃদ্ধির পরে)।
পলিমার ছাড়াই স্থানান্তর নমুনাগুলি বিশদভাবে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি (ওএম) এবং এসইএম চিত্রগুলি (চিত্র এসআই 5 এবং চিত্র 3) ব্যবহার করে এফএস- এবং বিএস-এনজিএফ/এসআইও 2/সি (চিত্র 2 সি) এ প্রাপ্ত পৃষ্ঠের রূপক বৈশিষ্ট্যগুলি দেখিয়েছে যে এই নমুনাগুলি মাইক্রোস্কোপি ছাড়াই স্থানান্তরিত হয়েছিল। দৃশ্যমান কাঠামোগত ক্ষতি যেমন ফাটল, গর্ত বা আনরোলড অঞ্চল। ক্রমবর্ধমান এনজিএফ (চিত্র 3 বি, ডি, বেগুনি তীর দ্বারা চিহ্নিত) এর ভাঁজগুলি স্থানান্তর করার পরে অক্ষত থাকে। এফএস- এবং বিএস-এনজিএফ উভয়ই এফএলজি অঞ্চলগুলির সমন্বয়ে গঠিত (চিত্র 3-এ নীল তীর দ্বারা নির্দেশিত উজ্জ্বল অঞ্চল)। আশ্চর্যের বিষয় হল, আল্ট্রাথিন গ্রাফাইট ফিল্মগুলির পলিমার স্থানান্তরের সময় সাধারণত কয়েকটি ক্ষতিগ্রস্থ অঞ্চলের বিপরীতে, বেশ কয়েকটি মাইক্রন-আকারের এফএলজি এবং এমএলজি অঞ্চলগুলি এনজিএফের সাথে সংযুক্ত (চিত্র 3 ডি-তে নীল তীর দ্বারা চিহ্নিত) ফাটল বা বিরতি ছাড়াই স্থানান্তরিত হয়েছিল (চিত্র 3 ডি)। 3)। । যান্ত্রিক অখণ্ডতা আরও লেস-কার্বন তামা গ্রিডে স্থানান্তরিত এনজিএফের টিএম এবং এসইএম চিত্রগুলি ব্যবহার করে আরও নিশ্চিত করা হয়েছিল, যেমনটি পরে আলোচনা করা হয়েছে ("এফএস-এনজিএফ: কাঠামো এবং বৈশিষ্ট্য")। স্থানান্তরিত বিএস-এনজিএফ/এসআইও 2/এসআই যথাক্রমে 140 এনএম এবং 17 এনএম এর আরএমএস মান সহ এফএস-এনজিএফ/এসআইও 2/এসআই এর চেয়ে রাউগার, চিত্র সি 6 এ এবং বি (20 × 20 মিমি 2) এ দেখানো হয়েছে। সিআইও 2/এসআই সাবস্ট্রেট (আরএমএস <2 এনএম) এ স্থানান্তরিত এনজিএফের আরএমএস মান এনআই (চিত্র এসআই 2) এর উপরে উত্থিত এনজিএফের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম (প্রায় 3 বার), এটি ইঙ্গিত করে যে অতিরিক্ত রুক্ষতা এনআই পৃষ্ঠের সাথে মিল থাকতে পারে। এছাড়াও, এফএস- এবং বিএস-এনজিএফ/এসআইও 2/এসআই নমুনাগুলির প্রান্তে সম্পাদিত এএফএম চিত্রগুলি যথাক্রমে 100 এবং 80 এনএম এর এনজিএফ বেধ দেখিয়েছিল (চিত্র সিআই 7)। বিএস-এনজিএফের ছোট বেধ পৃষ্ঠটি পূর্বসূরী গ্যাসের সাথে সরাসরি প্রকাশিত না হওয়ার ফলস্বরূপ হতে পারে।
সিও 2/সি ওয়েফারে পলিমার ছাড়াই স্থানান্তরিত এনজিএফ (এনআইএজি) (চিত্র 2 সি দেখুন): (ক, খ) স্থানান্তরিত এফএস-এনজিএফের এসইএম চিত্র: নিম্ন এবং উচ্চ ম্যাগনিফিকেশন (প্যানেলের কমলা স্কোয়ারের সাথে সম্পর্কিত)। সাধারণ অঞ্চল) - ক)। (সি, ডি) স্থানান্তরিত বিএস-এনজিএফের এসইএম চিত্রগুলি: নিম্ন এবং উচ্চ ম্যাগনিফিকেশন (প্যানেল সি-তে কমলা স্কয়ার দ্বারা দেখানো সাধারণ অঞ্চলের সাথে সম্পর্কিত)। (ই, চ) স্থানান্তরিত এফএস- এবং বিএস-এনজিএফএসের এএফএম চিত্র। নীল তীরটি এফএলজি অঞ্চলকে উপস্থাপন করে - উজ্জ্বল বৈসাদৃশ্য, সায়ান তীর - কালো এমএলজি কনট্রাস্ট, লাল তীর - কালো বৈসাদৃশ্যটি এনজিএফ অঞ্চলকে উপস্থাপন করে, ম্যাজেন্টা তীরটি ভাঁজটিকে উপস্থাপন করে।
বর্ধিত এবং স্থানান্তরিত এফএস- এবং বিএস-এনজিএফএসের রাসায়নিক সংমিশ্রণটি এক্স-রে ফটোয়েলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (এক্সপিএস) (চিত্র 4) দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। বর্ধিত এফএস- এবং বিএস-এনজিএফএস (এনআইএজি) এর এনআই সাবস্ট্রেট (850 ইভি) এর সাথে মিল রেখে পরিমাপকৃত বর্ণালী (চিত্র 4 এ, বি) এ একটি দুর্বল শিখর লক্ষ্য করা গেছে। স্থানান্তরিত এফএস- এবং বিএস-এনজিএফ/এসআইও 2/সি (চিত্র 4 সি; বিএস-এনজিএফ/এসআইও 2/এসআইয়ের অনুরূপ ফলাফল দেখানো হয় না) এর পরিমাপকৃত বর্ণালীতে কোনও শৃঙ্গ নেই, এটি নির্দেশ করে যে স্থানান্তর করার পরে কোনও অবশিষ্ট এনআই দূষণ নেই। চিত্রগুলি 4 ডি-এফ সি 1 এস, ও 1 এস এবং সি 2 পি এনজিএফ/এসআইও 2/এসআইয়ের এসআই 2 পি শক্তি স্তরের উচ্চ-রেজোলিউশন বর্ণালী দেখায়। গ্রাফাইটের সি 1 এস এর বাঁধাই শক্তি 284.4 ইভি 53.54। গ্রাফাইট শৃঙ্গগুলির লিনিয়ার আকারটি সাধারণত চিত্র 4D54 -এ দেখানো হয়েছে, অসম্পূর্ণ হিসাবে বিবেচিত হয়। উচ্চ-রেজোলিউশন কোর-লেভেল সি 1 এস স্পেকট্রাম (চিত্র 4 ডি) এছাড়াও খাঁটি স্থানান্তর (যেমন, কোনও পলিমার অবশিষ্টাংশ নেই) নিশ্চিত করেছে, যা পূর্ববর্তী স্টাডিজ 38 এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। সতেজভাবে উত্থিত নমুনার (এনআইএজি) সি 1 এস স্পেকট্রাটির লাইনউইথগুলি যথাক্রমে 0.55 এবং 0.62 ইভি হয়। এই মানগুলি এসএলজি (এসআইও 2 সাবস্ট্রেটে এসএলজির জন্য 0.49 ইভি) 38 এর চেয়ে বেশি। যাইহোক, এই মানগুলি পূর্বে উচ্চমুখী পাইরোলাইটিক গ্রাফিন নমুনাগুলির জন্য (~ 0.75 ইভি) 53,54,55 এর জন্য পূর্বে রিপোর্ট করা লাইনউইথগুলির চেয়ে ছোট, বর্তমান উপাদানগুলিতে ত্রুটিযুক্ত কার্বন সাইটের অনুপস্থিতি নির্দেশ করে। সি 1 এস এবং ও 1 এস স্থল স্তরের বর্ণালীতেও কাঁধের অভাব রয়েছে, উচ্চ-রেজোলিউশন পিক ডিকনভোলিউশন 54 এর প্রয়োজনীয়তা দূর করে। প্রায় 291.1 ইভি এর কাছাকাছি একটি π → π* স্যাটেলাইট শিখর রয়েছে, যা প্রায়শই গ্রাফাইট নমুনায় দেখা যায়। এসআই 2 পি এবং ও 1 এস কোর লেভেল স্পেকট্রাতে 103 ইভি এবং 532.5 ইভি সংকেতগুলি যথাক্রমে এসআইও 2 56 সাবস্ট্রেটকে দায়ী করা হয়েছে। এক্সপিএস একটি পৃষ্ঠ-সংবেদনশীল কৌশল, সুতরাং এনজিএফ স্থানান্তর করার আগে এবং পরে যথাক্রমে এনআই এবং এসআইও 2 এর সাথে সম্পর্কিত সংকেতগুলি এফএলজি অঞ্চল থেকে উত্পন্ন বলে ধরে নেওয়া হয়। স্থানান্তরিত বিএস-এনজিএফ নমুনাগুলির জন্য অনুরূপ ফলাফল লক্ষ্য করা গেছে (দেখানো হয়নি)।
এনআইএজি এক্সপিএস ফলাফল: (এসি) প্রাপ্ত এফএস-এনজিএফ/এনআই, বিএস-এনজিএফ/এনআই এবং যথাক্রমে এফএস-এনজিএফ/এসআইও 2/এসআই স্থানান্তরিত বিভিন্ন প্রাথমিক পারমাণবিক রচনাগুলির জরিপ বর্ণালী। (ডি-এফ) মূল স্তরের সি 1 এস, ও 1 এস এবং এসআই 2 পি এফএস-এনজিএফ/এসআইও 2/এসআই নমুনার উচ্চ-রেজোলিউশন স্পেকট্রা।
স্থানান্তরিত এনজিএফ স্ফটিকগুলির সামগ্রিক গুণটি এক্স-রে ডিফারাকশন (এক্সআরডি) ব্যবহার করে মূল্যায়ন করা হয়েছিল। স্থানান্তরিত এফএস- এবং বিএস-এনজিএফ/এসআইও 2/সি এর সাধারণ এক্সআরডি নিদর্শনগুলি (চিত্র। । এটি এনজিএফের উচ্চ স্ফটিক মানের নিশ্চিত করে এবং ডি = 0.335 এনএম এর ইন্টারলেয়ার দূরত্বের সাথে মিলে যায়, যা স্থানান্তর পদক্ষেপের পরে বজায় থাকে। ডিফারাকশন পিকের তীব্রতা (0 0 0 2) বিচ্ছুরণ শিখরের (0 0 0 4) এর চেয়ে প্রায় 30 গুণ বেশি, এটি ইঙ্গিত করে যে এনজিএফ স্ফটিক বিমানটি নমুনা পৃষ্ঠের সাথে ভালভাবে একত্রিত।
এসইএম, রমন স্পেকট্রোস্কোপি, এক্সপিএস এবং এক্সআরডি এর ফলাফল অনুসারে, বিএস-এনজিএফ/এনআইয়ের গুণমানটি এফএস-এনজিএফ/এনআই এর সমান বলে মনে হয়েছিল, যদিও এর আরএমএস রুক্ষতা কিছুটা বেশি ছিল (চিত্রগুলি এসআই 2, এসআই 5) এবং এসআই 7)।
পলিমার সাপোর্ট স্তর সহ এসএলজিগুলি 200 এনএম পুরু পর্যন্ত পানিতে ভাসতে পারে। এই সেটআপটি সাধারণত পলিমার-সহায়তায় ভেজা রাসায়নিক স্থানান্তর প্রক্রিয়া 22,38 এ ব্যবহৃত হয়। গ্রাফিন এবং গ্রাফাইট হাইড্রোফোবিক (ভেজা কোণ 80-90 °) 57। গ্রাফিন এবং এফএলজি উভয়ের সম্ভাব্য শক্তির পৃষ্ঠগুলি বেশ সমতল বলে জানা গেছে, পৃষ্ঠের 58 এ জলের পার্শ্বীয় চলাচলের জন্য কম সম্ভাব্য শক্তি (~ 1 কেজে/মোল) রয়েছে। যাইহোক, গ্রাফিনের সাথে জলের গণনা করা মিথস্ক্রিয়া শক্তি এবং গ্রাফিনের তিনটি স্তর যথাক্রমে 13 এবং - 15 কেজে/মোল, 58, এটি ইঙ্গিত করে যে এনজিএফ (প্রায় 300 স্তর) এর সাথে জলের মিথস্ক্রিয়া গ্রাফিনের তুলনায় কম। ফ্রিস্ট্যান্ডিং এনজিএফ পানির পৃষ্ঠের উপর সমতল থাকার কারণে এটি অন্যতম কারণ হতে পারে, যখন ফ্রিস্ট্যান্ডিং গ্রাফিন (যা পানিতে ভাসমান) কার্ল হয়ে যায় এবং ভেঙে যায়। যখন এনজিএফ পুরোপুরি জলে নিমগ্ন থাকে (ফলাফলগুলি রুক্ষ এবং সমতল এনজিএফের জন্য একই হয়), এর প্রান্তগুলি বাঁকানো (চিত্র সি 4)। সম্পূর্ণ নিমজ্জনের ক্ষেত্রে, এটি আশা করা যায় যে এনজিএফ-জল ইন্টারঅ্যাকশন শক্তি প্রায় দ্বিগুণ (ভাসমান এনজিএফের তুলনায়) এবং একটি উচ্চ যোগাযোগের কোণ (হাইড্রোফোবিসিটি) বজায় রাখতে এনজিএফ ভাঁজগুলির প্রান্তগুলি। আমরা বিশ্বাস করি যে এম্বেড থাকা এনজিএফগুলির প্রান্তগুলি কার্লিং এড়াতে কৌশলগুলি বিকাশ করা যেতে পারে। একটি পদ্ধতি হ'ল গ্রাফাইট ফিল্ম 59 এর ভেজা প্রতিক্রিয়াটি সংশোধন করতে মিশ্র দ্রাবকগুলি ব্যবহার করা।
ভেজা রাসায়নিক স্থানান্তর প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে বিভিন্ন ধরণের সাবস্ট্রেটে এসএলজির স্থানান্তর আগে রিপোর্ট করা হয়েছে। এটি সাধারণত গৃহীত হয় যে দুর্বল ভ্যান ডার ওয়েলস ফোর্সগুলি গ্রাফিন/গ্রাফাইট ফিল্ম এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে বিদ্যমান (এটি সিআইও 2/এসআই 38,41,46,60, এসআইসি 38, এউ 42, এসআই পিলারস 22 এবং ল্যাসি কার্বন ফিল্ম 30, 34 বা পলিমাইড 37 এর মতো নমনীয় স্তরগুলি) এর মতো অনমনীয় স্তরগুলি হোক। এখানে আমরা ধরে নিই যে একই ধরণের ইন্টারঅ্যাকশনগুলি প্রাধান্য পায়। যান্ত্রিক পরিচালনার সময় এখানে উপস্থাপিত কোনও সাবস্ট্রেটের জন্য আমরা এনজিএফের কোনও ক্ষতি বা খোসা ছাড়ার বিষয়টি পর্যবেক্ষণ করি নি (ভ্যাকুয়াম এবং/অথবা বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থার অধীনে বা স্টোরেজ চলাকালীন) (যেমন, চিত্র 2, এসআই 7 এবং এসআই 9)। তদতিরিক্ত, আমরা এনজিএফ/এসআইও 2/এসআই নমুনার মূল স্তরের এক্সপিএস সি 1 এস স্পেকট্রামে একটি এসআইসি শিখর পর্যবেক্ষণ করি নি (চিত্র 4)। এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে এনজিএফ এবং লক্ষ্য সাবস্ট্রেটের মধ্যে কোনও রাসায়নিক বন্ধন নেই।
পূর্ববর্তী বিভাগে, "এফএস- এবং বিএস-এনজিএফের পলিমার-মুক্ত স্থানান্তর," আমরা দেখিয়েছি যে এনজিএফ নিকেল ফয়েলের উভয় পাশে বৃদ্ধি এবং স্থানান্তর করতে পারে। এই এফএস-এনজিএফ এবং বিএস-এনজিএফগুলি পৃষ্ঠের রুক্ষতার ক্ষেত্রে অভিন্ন নয়, যা আমাদের প্রতিটি ধরণের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্বেষণ করতে অনুরোধ করেছিল।
এফএস-এনজিএফের স্বচ্ছতা এবং মসৃণ পৃষ্ঠ বিবেচনা করে, আমরা এর স্থানীয় কাঠামো, অপটিক্যাল এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি আরও বিশদে অধ্যয়ন করেছি। পলিমার ট্রান্সফার ছাড়াই এফএস-এনজিএফের কাঠামো এবং কাঠামো ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (টিইএম) ইমেজিং এবং নির্বাচিত অঞ্চল ইলেক্ট্রন ডিফারাকশন (এসএইডি) প্যাটার্ন বিশ্লেষণ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল। সংশ্লিষ্ট ফলাফলগুলি চিত্র 5 -এ দেখানো হয়েছে। নিম্ন ম্যাগনিফিকেশন প্ল্যানার টেম ইমেজিং এনজিএফ এবং এফএলজি অঞ্চলের উপস্থিতি যথাক্রমে বিভিন্ন ইলেক্ট্রন বিপরীতে বৈশিষ্ট্য, অর্থাৎ গা er ় এবং উজ্জ্বল অঞ্চলগুলির উপস্থিতি প্রকাশ করেছে (চিত্র 5 এ)। ফিল্মটি সামগ্রিকভাবে এনজিএফ এবং এফএলজির বিভিন্ন অঞ্চলগুলির মধ্যে ভাল যান্ত্রিক অখণ্ডতা এবং স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে, ভাল ওভারল্যাপ এবং কোনও ক্ষতি বা টিয়ারিং সহ, যা এসইএম (চিত্র 3) এবং উচ্চ ম্যাগনিফিকেশন টিএম স্টাডিজ (চিত্র 5 সি-ই) দ্বারাও নিশ্চিত করা হয়েছিল। বিশেষত, চিত্র 5 ডি -তে ব্রিজের কাঠামোটি তার বৃহত্তম অংশে (চিত্র 5 ডি -তে কালো বিন্দুযুক্ত তীর দ্বারা চিহ্নিত অবস্থান) দেখায়, যা ত্রিভুজাকার আকার দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং প্রায় 51 এর প্রস্থ সহ একটি গ্রাফিন স্তর থাকে। 0.33 ± 0.01 এনএম এর একটি ইন্টারপ্ল্যানার ব্যবধান সহ রচনাটি আরও সংকীর্ণ অঞ্চলে গ্রাফিনের বেশ কয়েকটি স্তরে হ্রাস করা হয়েছে (চিত্র 5 ডি -তে শক্ত কালো তীরের শেষ)।
একটি কার্বন ল্যাসি কপার গ্রিডে পলিমার-মুক্ত এনআইএজি নমুনার প্ল্যানার টিএম চিত্র: (ক, খ) এনজিএফ এবং এফএলজি অঞ্চল সহ কম ম্যাগনিফিকেশন টিএম চিত্রগুলি, (সিই) প্যানেল-এ এবং প্যানেল-বি এর বিভিন্ন অঞ্চলের উচ্চ ম্যাগনিফিকেশন চিত্রগুলি একই রঙের তীর চিহ্নিত করা হয়েছে। প্যানেল এ এবং সি -তে সবুজ তীরগুলি বিম সারিবদ্ধকরণের সময় ক্ষতির বৃত্তাকার অঞ্চলগুলি নির্দেশ করে। (এফ - আই) প্যানেল এ থেকে সি -তে, বিভিন্ন অঞ্চলে সাইড নিদর্শনগুলি যথাক্রমে নীল, সায়ান, কমলা এবং লাল বৃত্ত দ্বারা নির্দেশিত হয়।
চিত্র 5 সি -তে ফিতা কাঠামোটি গ্রাফাইট জাল প্লেনগুলির উল্লম্ব ওরিয়েন্টেশন দেখায় (লাল তীরের সাথে চিহ্নিত), যা অতিরিক্ত অসম্পূর্ণ শিয়ার স্ট্রেস 30,61,62 এর কারণে ফিল্মের সাথে ন্যানোফোল্ডস (চিত্র 5 সি -তে ইনসেট) গঠনের কারণে হতে পারে। উচ্চ-রেজোলিউশন টিএম এর অধীনে, এই ন্যানোফোল্ডস 30 এনজিএফ অঞ্চলের বাকী অংশের তুলনায় আলাদা স্ফটিকলোগ্রাফিক ওরিয়েন্টেশন প্রদর্শন করে; গ্রাফাইট জালির বেসাল প্লেনগুলি ফিল্মের বাকী অংশের মতো অনুভূমিকভাবে (চিত্র 5 সি -তে ইনসেট) এর চেয়ে প্রায় উল্লম্বভাবে কেন্দ্রিক হয়। একইভাবে, এফএলজি অঞ্চলটি মাঝে মধ্যে লিনিয়ার এবং সরু ব্যান্ডের মতো ভাঁজগুলি (নীল তীর দ্বারা চিহ্নিত) প্রদর্শন করে, যা যথাক্রমে চিত্র 5 বি, 5 ই-তে নিম্ন এবং মাঝারি ম্যাগনিফিকেশনে প্রদর্শিত হয়। চিত্র 5E এর ইনসেটটি এফএলজি সেক্টরে (ইন্টারপ্ল্যানার দূরত্ব 0.33 ± 0.01 এনএম) দুটি এবং তিন স্তরের গ্রাফিন স্তরগুলির উপস্থিতি নিশ্চিত করে, যা আমাদের পূর্ববর্তী ফলাফলগুলির সাথে ভাল চুক্তিতে রয়েছে। অতিরিক্তভাবে, ল্যাসি কার্বন ফিল্মগুলির সাথে কপার গ্রিডগুলিতে স্থানান্তরিত পলিমার-মুক্ত এনজিএফের রেকর্ড করা এসইএম চিত্রগুলি (শীর্ষ-ভিউ টিএম পরিমাপ সম্পাদন করার পরে) চিত্র এসআই 9 এ দেখানো হয়েছে। ভাল স্থগিত এফএলজি অঞ্চল (নীল তীরের সাথে চিহ্নিত) এবং চিত্র সি 9 এফের ভাঙা অঞ্চল। নীল তীর (স্থানান্তরিত এনজিএফের প্রান্তে) ইচ্ছাকৃতভাবে উপস্থাপন করা হয় যে এফএলজি অঞ্চলটি পলিমার ছাড়াই স্থানান্তর প্রক্রিয়াটিকে প্রতিরোধ করতে পারে। সংক্ষেপে, এই চিত্রগুলি নিশ্চিত করে যে আংশিকভাবে স্থগিত এনজিএফ (এফএলজি অঞ্চল সহ) টিএম এবং এসইএম পরিমাপের সময় উচ্চ ভ্যাকুয়ামের (চিত্র এসআই 9) উচ্চ ভ্যাকুয়ামের সংস্পর্শের পরেও যান্ত্রিক অখণ্ডতা বজায় রাখে।
এনজিএফের দুর্দান্ত সমতলতার কারণে (চিত্র 5 এ দেখুন), SAED কাঠামো বিশ্লেষণ করতে [0001] ডোমেন অক্ষ বরাবর ফ্লেকগুলি ওরিয়েন্ট করা কঠিন নয়। ফিল্মের স্থানীয় বেধ এবং এর অবস্থানের উপর নির্ভর করে বৈদ্যুতিন বিচ্ছিন্নতা অধ্যয়নের জন্য বেশ কয়েকটি আগ্রহের অঞ্চল (12 পয়েন্ট) চিহ্নিত করা হয়েছিল। চিত্র 5 এ - সি -তে, এই সাধারণ অঞ্চলগুলির মধ্যে চারটি রঙিন চেনাশোনা (নীল, সায়ান, কমলা এবং লাল কোডেড) দ্বারা চিহ্নিত এবং চিহ্নিত করা হয়। SAED মোডের জন্য চিত্র 2 এবং 3। চিত্রগুলি 5 এবং 5 এ প্রদর্শিত এফএলজি অঞ্চল থেকে চিত্রগুলি 5 এফ এবং জি প্রাপ্ত হয়েছিল যথাক্রমে চিত্রগুলি 5 বি এবং সি -তে দেখানো হয়েছে। তাদের মোচড়িত গ্রাফিন 63 এর মতো একটি ষড়ভুজ কাঠামো রয়েছে। বিশেষত, চিত্র 5 এফ [0001] জোন অক্ষের একই ওরিয়েন্টেশন সহ তিনটি সুপারিম্পোজড নিদর্শনগুলি দেখায়, 10 ° এবং 20 ° দ্বারা ঘোরানো হয়েছে, যেমনটি (10-10) প্রতিচ্ছবিগুলির তিনটি জোড়ের কৌণিক অমিল দ্বারা প্রমাণিত হয়েছে। একইভাবে, চিত্র 5 জি 20 ° দ্বারা ঘোরানো দুটি সুপারিম্পোজড ষড়ভুজ নিদর্শন দেখায় ° এফএলজি অঞ্চলে ষড়ভুজযুক্ত নিদর্শনগুলির দুটি বা তিনটি গ্রুপ তিনটি ইন-প্লেন বা বিমানের বাইরে গ্রাফিন স্তর থেকে 33 টি একে অপরের সাথে সম্পর্কিত 33 টি থেকে উত্থিত হতে পারে। বিপরীতে, চিত্র 5 এইচ -তে ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণের নিদর্শনগুলি, আমি (চিত্র 5 এ -তে দেখানো এনজিএফ অঞ্চলের সাথে সম্পর্কিত) সামগ্রিক উচ্চতর পয়েন্টের বিচ্ছিন্নতার তীব্রতার সাথে একটি একক [0001] প্যাটার্নটি দেখায়, বৃহত্তর উপাদানগুলির বেধের সাথে সম্পর্কিত। এই সাইড মডেলগুলি এফএলজির চেয়ে ঘন গ্রাফিক কাঠামো এবং মধ্যবর্তী ওরিয়েন্টেশনের সাথে মিলে যায়, যেমন সূচক 64 থেকে অনুমান করা হয়। এনজিএফের স্ফটিক বৈশিষ্ট্যগুলির বৈশিষ্ট্য দুটি বা তিনটি সুপারিম্পোজড গ্রাফাইট (বা গ্রাফিন) স্ফটিকগুলির সহাবস্থান প্রকাশ করে। এফএলজি অঞ্চলে বিশেষত লক্ষণীয় যেটি হ'ল স্ফটিকগুলির মধ্যে একটি নির্দিষ্ট ডিগ্রি বা বিমানের বহিরাগত ভুলের একটি নির্দিষ্ট ডিগ্রি রয়েছে। 17 °, 22 ° এবং 25 of এর মধ্যে প্লেন রোটেশন কোণগুলির সাথে গ্রাফাইট কণা/স্তরগুলি এর আগে এনআই 64 ফিল্মে জন্মানো এনজিএফের জন্য রিপোর্ট করা হয়েছে। এই গবেষণায় পর্যবেক্ষণ করা ঘূর্ণন কোণ মানগুলি মোচড়িত বিএলজি 63 গ্রাফিনের জন্য পূর্বে পর্যবেক্ষণ করা ঘূর্ণন কোণগুলির (± 1 °) সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
এনজিএফ/এসআইও 2/এসআইয়ের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি 10 × 3 মিমি 2 এর ক্ষেত্রের উপরে 300 কে পরিমাপ করা হয়েছিল। ইলেক্ট্রন ক্যারিয়ারের ঘনত্ব, গতিশীলতা এবং পরিবাহিতা মান যথাক্রমে 1.6 × 1020 সেমি -3, 220 সেমি 2 ভি -1 সি -1 এবং 2000 এস-সেমি -1। আমাদের এনজিএফের গতিশীলতা এবং পরিবাহিতা মানগুলি প্রাকৃতিক গ্রাফাইট 2 এর সাথে সমান এবং বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ উচ্চতর ওরিয়েন্টেড পাইরোলাইটিক গ্রাফাইট (3000 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে উত্পাদিত) 29 এর চেয়ে বেশি। পর্যবেক্ষণ করা ইলেক্ট্রন ক্যারিয়ার ঘনত্বের মানগুলি মাইক্রন-পুরু গ্রাফাইট ফিল্মগুলির জন্য উচ্চ-তাপমাত্রা (3200 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড) পলিমাইড শীট 20 ব্যবহার করে প্রস্তুত করা সম্প্রতি রিপোর্ট করা (7.25 × 10 সেমি -3) এর চেয়ে দুটি মাত্রার উচ্চতার দুটি অর্ডার।
আমরা কোয়ার্টজ স্তরগুলিতে স্থানান্তরিত এফএস-এনজিএফ-তে ইউভি-দৃশ্যমান ট্রান্সমিট্যান্স পরিমাপও সম্পাদন করেছি (চিত্র 6)। ফলস্বরূপ বর্ণালীটি 350-800 এনএম পরিসরে 62% এর প্রায় ধ্রুবক সংক্রমণ দেখায়, এটি ইঙ্গিত করে যে এনজিএফ দৃশ্যমান আলোতে স্বচ্ছ। প্রকৃতপক্ষে, "কাস্ট" নামটি চিত্র 6 বিতে নমুনার ডিজিটাল ফটোগ্রাফে দেখা যাবে। যদিও এনজিএফের ন্যানোক্রিস্টালাইন কাঠামোটি এসএলজির চেয়ে পৃথক, অতিরিক্ত স্তর 65 প্রতি 2.3% সংক্রমণ ক্ষতির নিয়ম ব্যবহার করে স্তরগুলির সংখ্যা প্রায় অনুমান করা যেতে পারে। এই সম্পর্ক অনুসারে, 38% সংক্রমণ হ্রাস সহ গ্রাফিন স্তরগুলির সংখ্যা 21 হয়। বর্ধিত এনজিএফ মূলত 300 গ্রাফিন স্তরগুলি নিয়ে গঠিত, অর্থাত্ প্রায় 100 এনএম পুরু (চিত্র 1, এসআই 5 এবং এসআই 7)। অতএব, আমরা ধরে নিই যে পর্যবেক্ষণ করা অপটিক্যাল স্বচ্ছতা এফএলজি এবং এমএলজি অঞ্চলের সাথে মিলে যায়, যেহেতু এগুলি পুরো ফিল্ম জুড়ে বিতরণ করা হয় (ডুমুর। 1, 3, 5 এবং 6 সি)। উপরোক্ত কাঠামোগত তথ্য ছাড়াও, পরিবাহিতা এবং স্বচ্ছতা স্থানান্তরিত এনজিএফের উচ্চ স্ফটিকের গুণমানকেও নিশ্চিত করে।
(ক) ইউভি-দৃশ্যমান ট্রান্সমিট্যান্স পরিমাপ, (খ) প্রতিনিধি নমুনা ব্যবহার করে কোয়ার্টজে সাধারণ এনজিএফ স্থানান্তর। (গ) এনজিএফ (ডার্ক বক্স) এর স্কিম্যাটিক সমানভাবে বিতরণ করা এফএলজি এবং এমএলজি অঞ্চলগুলি সহ ধূসর এলোমেলো আকার হিসাবে চিহ্নিত রয়েছে (চিত্র 1 দেখুন) (প্রায় 100 মিমি 2 প্রতি 0.1–3% অঞ্চল)। ডায়াগ্রামে এলোমেলো আকার এবং তাদের আকারগুলি কেবল চিত্রণমূলক উদ্দেশ্যে এবং প্রকৃত ক্ষেত্রগুলির সাথে সামঞ্জস্য হয় না।
সিভিডি দ্বারা উত্থিত ট্রান্সলুসেন্ট এনজিএফ এর আগে খালি সিলিকন পৃষ্ঠগুলিতে স্থানান্তরিত হয়েছে এবং সৌর কোষে 15,16 ব্যবহার করা হয়েছে। ফলাফল পাওয়ার রূপান্তর দক্ষতা (পিসিই) 1.5%। এই এনজিএফগুলি একাধিক ফাংশন যেমন সক্রিয় যৌগিক স্তর, চার্জ ট্রান্সপোর্ট পাথ এবং স্বচ্ছ ইলেক্ট্রোডস 15,16 এর মতো সম্পাদন করে। তবে গ্রাফাইট ফিল্মটি অভিন্ন নয়। গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডের শীট প্রতিরোধের এবং অপটিক্যাল ট্রান্সমিট্যান্স সাবধানতার সাথে নিয়ন্ত্রণ করে আরও অপ্টিমাইজেশন প্রয়োজনীয়, যেহেতু এই দুটি বৈশিষ্ট্য সৌর সেল 15,16 এর পিসিই মান নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সাধারণত, গ্রাফিন ফিল্মগুলি দৃশ্যমান আলোতে 97.7% স্বচ্ছ, তবে 200-3000 ওহম/বর্গক্ষেত্রের একটি শীট প্রতিরোধের রয়েছে। গ্রাফিন ফিল্মগুলির পৃষ্ঠের প্রতিরোধ ক্ষমতা স্তরগুলির সংখ্যা (গ্রাফিন স্তরগুলির একাধিক স্থানান্তর) এবং এইচএনও 3 (~ 30 ওহম/বর্গ।) 66 এর সাথে ডোপিং দ্বারা হ্রাস করা যেতে পারে। যাইহোক, এই প্রক্রিয়াটি দীর্ঘ সময় নেয় এবং বিভিন্ন স্থানান্তর স্তরগুলি সর্বদা ভাল যোগাযোগ বজায় রাখে না। আমাদের সামনের দিকের এনজিএফের পরিবাহিতা 2000 এস/সেমি, ফিল্ম শিট প্রতিরোধের 50 ওহম/বর্গের মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এবং 62% স্বচ্ছতা, এটি সৌর কোষে 15,16 এ পরিবাহী চ্যানেল বা কাউন্টার ইলেক্ট্রোডগুলির জন্য একটি কার্যকর বিকল্প হিসাবে তৈরি করে।
যদিও বিএস-এনজিএফের কাঠামো এবং পৃষ্ঠের রসায়ন এফএস-এনজিএফের অনুরূপ, এর রুক্ষতা আলাদা ("এফএস- এবং বিএস-এনজিএফের বৃদ্ধি")। পূর্বে, আমরা গ্যাস সেন্সর হিসাবে অতি-পাতলা ফিল্ম গ্রাফাইট 22 ব্যবহার করেছি। অতএব, আমরা গ্যাস সেন্সিং কার্যগুলির জন্য বিএস-এনজিএফ ব্যবহারের সম্ভাব্যতা পরীক্ষা করেছি (চিত্র এসআই 10)। প্রথমত, বিএস-এনজিএফের এমএম 2 আকারের অংশগুলি আন্তঃসংযোগকারী ইলেক্ট্রোড সেন্সর চিপ (চিত্র এসআই 10 এ-সি) এ স্থানান্তরিত হয়েছিল। চিপের উত্পাদন বিশদ পূর্বে রিপোর্ট করা হয়েছিল; এর সক্রিয় সংবেদনশীল অঞ্চলটি 9 মিমি 267। এসইএম চিত্রগুলিতে (চিত্র সি 10 বি এবং সি), অন্তর্নিহিত সোনার ইলেক্ট্রোড এনজিএফের মাধ্যমে স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান। আবার এটি দেখা যায় যে সমস্ত নমুনার জন্য অভিন্ন চিপ কভারেজ অর্জন করা হয়েছিল। বিভিন্ন গ্যাসের গ্যাস সেন্সর পরিমাপ রেকর্ড করা হয়েছিল (ডুমুর। সি 10 ডি) (ডুমুর। সি 11) এবং ফলস্বরূপ প্রতিক্রিয়া হারগুলি ডুমুরগুলিতে দেখানো হয়েছে। Si10g। এসও 2 (200 পিপিএম), এইচ 2 (2%), সিএইচ 4 (200 পিপিএম), সিও 2 (2%), এইচ 2 এস (200 পিপিএম) এবং এনএইচ 3 (200 পিপিএম) সহ অন্যান্য হস্তক্ষেপকারী গ্যাসগুলির সাথে সম্ভবত। একটি সম্ভাব্য কারণ NO2। গ্যাস 22,68 এর ইলেক্ট্রোফিলিক প্রকৃতি। যখন গ্রাফিনের পৃষ্ঠের উপরে সজ্জিত হয়, তখন এটি সিস্টেম দ্বারা ইলেক্ট্রনগুলির বর্তমান শোষণকে হ্রাস করে। পূর্বে প্রকাশিত সেন্সরগুলির সাথে বিএস-এনজিএফ সেন্সরের প্রতিক্রিয়া সময়ের ডেটার একটি তুলনা টেবিল এসআই 2 তে উপস্থাপন করা হয়েছে। ইউভি প্লাজমা, ও 3 প্লাজমা বা তাপীয় (50-150 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড) এক্সপোজড নমুনাগুলির চিকিত্সা ব্যবহার করে এনজিএফ সেন্সরগুলি পুনরায় সক্রিয় করার প্রক্রিয়াটি চলমান রয়েছে, আদর্শভাবে এম্বেডেড সিস্টেমগুলি প্রয়োগ করে 69।
সিভিডি প্রক্রিয়া চলাকালীন, গ্রাফিন বৃদ্ধি অনুঘটক সাবস্ট্রেট 41 এর উভয় পক্ষেই ঘটে। তবে, বিএস-গ্রাফিন সাধারণত স্থানান্তর প্রক্রিয়া 41 এর সময় বের করা হয়। এই গবেষণায়, আমরা দেখিয়েছি যে অনুঘটক সমর্থনের উভয় পক্ষেই উচ্চ-মানের এনজিএফ বৃদ্ধি এবং পলিমার-মুক্ত এনজিএফ স্থানান্তর অর্জন করা যেতে পারে। বিএস-এনজিএফ এফএস-এনজিএফ (~ 100 এনএম) এর চেয়ে পাতলা (~ 80 এনএম) এবং এই পার্থক্যটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে বিএস-এনআই সরাসরি পূর্ববর্তী গ্যাস প্রবাহের সংস্পর্শে আসে না। আমরা আরও দেখতে পেলাম যে এনএআইআর সাবস্ট্রেটের রুক্ষতা এনজিএফের রুক্ষতা প্রভাবিত করে। এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে প্রাপ্তবয়স্ক প্ল্যানার এফএস-এনজিএফ গ্রাফিনের (এক্সফোলিয়েশন পদ্ধতি দ্বারা 70) বা সৌর কোষে পরিবাহী চ্যানেল হিসাবে 15,16 এর পূর্বসূর উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। বিপরীতে, বিএস-এনজিএফ গ্যাস সনাক্তকরণের জন্য ব্যবহৃত হবে (চিত্র। এসআই 9) এবং সম্ভবত শক্তি সঞ্চয়স্থান সিস্টেমের জন্য 71,72 যেখানে এর পৃষ্ঠের রুক্ষতা কার্যকর হবে।
উপরের বিবেচনা করে, সিভিডি দ্বারা উত্থিত পূর্বে প্রকাশিত গ্রাফাইট ফিল্মগুলির সাথে বর্তমান কাজটি একত্রিত করা এবং নিকেল ফয়েল ব্যবহার করে এটি কার্যকর। সারণী 2 -তে দেখা যায়, আমরা যে উচ্চতর চাপগুলি ব্যবহার করেছি তা তুলনামূলকভাবে কম তাপমাত্রায় (850–1300 ° C এর পরিসরে) প্রতিক্রিয়া সময় (বৃদ্ধির পর্যায়ে) সংক্ষিপ্ত করে তোলে। আমরা প্রসারণের সম্ভাবনা নির্দেশ করে, আমরা স্বাভাবিকের চেয়েও বেশি বৃদ্ধি অর্জন করেছি। অন্যান্য বিষয়গুলি বিবেচনা করার মতো রয়েছে, যার কয়েকটি আমরা টেবিলে অন্তর্ভুক্ত করেছি।
ডাবল-পার্শ্বযুক্ত উচ্চ মানের এনজিএফ অনুঘটক সিভিডি দ্বারা নিকেল ফয়েলে জন্মেছিল। Traditional তিহ্যবাহী পলিমার সাবস্ট্রেটগুলি (যেমন সিভিডি গ্রাফিনে ব্যবহৃত) মুছে ফেলার মাধ্যমে আমরা এনজিএফ (নিকেল ফয়েলের পিছনে এবং সামনের দিকগুলিতে উত্থিত) বিভিন্ন প্রক্রিয়া-সমালোচনামূলক স্তরগুলিতে পরিষ্কার এবং ত্রুটি-মুক্ত ভেজা স্থানান্তর অর্জন করি। উল্লেখযোগ্যভাবে, এনজিএফ -তে এফএলজি এবং এমএলজি অঞ্চলগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে (সাধারণত প্রতি 100 মিমি 2 প্রতি 0.1% থেকে 3%) যা কাঠামোগতভাবে ঘন ফিল্মে সংহত করা হয়। প্ল্যানার টেম দেখায় যে এই অঞ্চলগুলি দুটি থেকে তিনটি গ্রাফাইট/গ্রাফিন কণা (যথাক্রমে স্ফটিক বা স্তরগুলি) স্ট্যাকের সমন্বয়ে গঠিত, যার মধ্যে কয়েকটি 10-20 ° এর ঘূর্ণন মিল রয়েছে ° এফএস-এনজিএফের দৃশ্যমান আলোতে স্বচ্ছতার জন্য এফএলজি এবং এমএলজি অঞ্চলগুলি দায়ী। পিছনের শীটগুলির জন্য, এগুলি সামনের শিটগুলির সমান্তরালভাবে বহন করা যেতে পারে এবং যেমন দেখানো হয়েছে, কার্যকরী উদ্দেশ্য থাকতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, গ্যাস সনাক্তকরণের জন্য)। এই অধ্যয়নগুলি শিল্প স্কেল সিভিডি প্রক্রিয়াগুলিতে বর্জ্য এবং ব্যয় হ্রাস করার জন্য খুব দরকারী।
সাধারণভাবে, সিভিডি এনজিএফের গড় বেধ (লো- এবং মাল্টি-লেয়ার) গ্রাফিন এবং শিল্প (মাইক্রোমিটার) গ্রাফাইট শিটগুলির মধ্যে রয়েছে। তাদের আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্যের পরিসীমা, আমরা তাদের উত্পাদন এবং পরিবহণের জন্য আমরা যে সহজ পদ্ধতির বিকাশ করেছি তার সাথে মিলিত হয়ে এই ফিল্মগুলিকে বর্তমানে ব্যবহৃত শক্তি-নিবিড় শিল্প উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির ব্যয় ছাড়াই গ্রাফাইটের কার্যকরী প্রতিক্রিয়া প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে।
একটি 25-μm-পুরু নিকেল ফয়েল (99.5% বিশুদ্ধতা, গুডফেলো) একটি বাণিজ্যিক সিভিডি চুল্লি (আইক্সট্রন 4 ইঞ্চি বিএমপ্রো) এ ইনস্টল করা হয়েছিল। সিস্টেমটি আর্গন দিয়ে পরিষ্কার করা হয়েছিল এবং 10-3 এমবিএআর এর বেস চাপে সরিয়ে নেওয়া হয়েছিল। তারপরে নিকেল ফয়েল স্থাপন করা হয়েছিল। এআর/এইচ 2-তে (5 মিনিটের জন্য এনআই ফয়েলটি প্রাক-বলার পরে, ফয়েলটি 900 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে 500 এমবিএআর এর চাপের সংস্পর্শে আসে। এনজিএফ 5 মিনিটের জন্য সিএইচ 4/এইচ 2 (100 সেমি 3 প্রতিটি) প্রবাহে জমা করা হয়েছিল। 5 মিনিটের জন্য তাপমাত্রায় 700 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের নীচে তাপমাত্রায় শীতল করা হয়েছিল (4000 ডিগ্রি সেন্টিমিটারে)।
নমুনার পৃষ্ঠের রূপচর্চা একটি জিস মার্লিন মাইক্রোস্কোপ (1 কেভি, 50 পিএ) ব্যবহার করে এসইএম দ্বারা ভিজ্যুয়ালাইজ করা হয়েছিল। নমুনা পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং এনজিএফ বেধটি এএফএম (মাত্রা আইকন এসপিএম, ব্রুকার) ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল। চূড়ান্ত ফলাফলগুলি পাওয়ার জন্য একটি উচ্চ উজ্জ্বলতা ক্ষেত্রের নির্গমন বন্দুক (300 কেভি), একটি এফআইআই উইয়েন টাইপের একরঙা এবং একটি সিইও লেন্স গোলাকার অ্যাবারেশন সংশোধক দিয়ে সজ্জিত একটি এফআইআই টাইটান 80-300 কিউবড মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে টিইএম এবং এসএইডি পরিমাপ করা হয়েছিল। স্থানিক রেজোলিউশন 0.09 এনএম। এনজিএফ নমুনাগুলি ফ্ল্যাট টেম ইমেজিং এবং সাইড কাঠামো বিশ্লেষণের জন্য কার্বন লেসি লেপযুক্ত তামা গ্রিডে স্থানান্তরিত হয়েছিল। সুতরাং, বেশিরভাগ নমুনা ফ্লকগুলি সমর্থনকারী ঝিল্লির ছিদ্রগুলিতে স্থগিত করা হয়। স্থানান্তরিত এনজিএফ নমুনাগুলি এক্সআরডি দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। এক্স-রে ডিফারাকশন নিদর্শনগুলি 3 মিমি একটি বিম স্পট ব্যাস সহ কিউ বিকিরণ উত্স ব্যবহার করে একটি পাউডার ডিফ্র্যাক্টোমিটার (ব্রুকার, ডি 2 ফেজ শিফটার, 1.5418 Å এবং লিন্সি ডিটেক্টর) ব্যবহার করে প্রাপ্ত হয়েছিল।
একটি সংহত কনফোকল মাইক্রোস্কোপ (আলফা 300 আরএ, উইটেক) ব্যবহার করে বেশ কয়েকটি রমন পয়েন্ট পরিমাপ রেকর্ড করা হয়েছিল। তাপীয়ভাবে প্ররোচিত প্রভাবগুলি এড়াতে কম উত্তেজনা শক্তি (25%) সহ একটি 532 এনএম লেজার ব্যবহার করা হয়েছিল। এক্স-রে ফটোয়েলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (এক্সপিএস) একরঙা আল কে α বিকিরণ (এইচ = 1486.6 ইভি) ব্যবহার করে 300 × 700 μm2 এর একটি নমুনা ক্ষেত্রের উপর একটি ক্রেটোস অক্ষ আল্ট্রা স্পেকট্রোমিটারে সঞ্চালিত হয়েছিল, 150 ডাব্লু রেজোলিউশন স্পেকট্রায় 160 ইভি এবং 20 ইভি এর ট্রান্সমিশন এনার্জিগুলিতে প্রাপ্ত হয়েছিল। এসআইও 2 -তে স্থানান্তরিত এনজিএফ নমুনাগুলি একটি পিএলএস 6 এমডাব্লু (1.06 মিমি) ইটারবিয়াম ফাইবার লেজার ব্যবহার করে 30 ডাব্লু। কপার ওয়্যার পরিচিতি (50 মিমি পুরু) ব্যবহার করে একটি অপটিকাল মাইক্রোস্কোপের নীচে রৌপ্য পেস্ট ব্যবহার করে গড়া হয়েছিল। বৈদ্যুতিক পরিবহন এবং হল প্রভাব পরীক্ষাগুলি 300 কে এবং এই নমুনাগুলিতে একটি শারীরিক বৈশিষ্ট্য পরিমাপ সিস্টেমে (পিপিএমএস এভারকুল -২, কোয়ান্টাম ডিজাইন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) ± 9 টেসলার একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রকরণে পরিচালিত হয়েছিল। ট্রান্সমিটেড ইউভি - ভিস স্পেকট্রা ল্যাম্বডা 950 ইউভি - ভিস স্পেকট্রোফোটোমিটার ব্যবহার করে 350-800 এনএম এনজিএফ রেঞ্জের কোয়ার্টজ সাবস্ট্রেটস এবং কোয়ার্টজ রেফারেন্স নমুনায় স্থানান্তরিত করে রেকর্ড করা হয়েছিল।
কেমিক্যাল রেজিস্ট্যান্স সেন্সর (ইন্টারডিজিটেড ইলেক্ট্রোড চিপ) একটি কাস্টম প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড 73 এ তারযুক্ত ছিল এবং প্রতিরোধটি ক্ষণস্থায়ীভাবে বের করা হয়েছিল। মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড যার উপর ডিভাইসটি অবস্থিত তা যোগাযোগের টার্মিনালগুলির সাথে সংযুক্ত এবং গ্যাস সেন্সিং চেম্বারের ভিতরে স্থাপন করা হয়েছে 74৪ প্রতিরোধের পরিমাপ 1 ভি এর ভোল্টেজে নেওয়া হয়েছিল যা শুদ্ধ থেকে গ্যাসের এক্সপোজারে অবিচ্ছিন্ন স্ক্যান সহ এবং তারপরে আবার শুদ্ধ হয়। আর্দ্রতা সহ চেম্বারে উপস্থিত অন্যান্য সমস্ত বিশ্লেষক অপসারণ নিশ্চিত করার জন্য চেম্বারটি প্রাথমিকভাবে 1 ঘন্টার জন্য 200 সেমি 3 এ নাইট্রোজেন দিয়ে পরিষ্কার করে পরিষ্কার করা হয়েছিল। এরপরে পৃথক বিশ্লেষণকারীরা এন 2 সিলিন্ডারটি বন্ধ করে 200 সেমি 3 এর একই প্রবাহ হারে ধীরে ধীরে চেম্বারে ছেড়ে দেওয়া হয়েছিল।
এই নিবন্ধটির একটি সংশোধিত সংস্করণ প্রকাশিত হয়েছে এবং নিবন্ধের শীর্ষে লিঙ্কের মাধ্যমে অ্যাক্সেস করা যেতে পারে।
ইনাগাকি, এম এবং কং, এফ। কার্বন মেটেরিয়াল সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং: ফান্ডামেন্টালস। দ্বিতীয় সংস্করণ সম্পাদিত। 2014। 542।
পিয়ারসন, কার্বন, গ্রাফাইট, ডায়মন্ড এবং ফুলেরেনস এর এইচও হ্যান্ডবুক: সম্পত্তি, প্রক্রিয়াজাতকরণ এবং অ্যাপ্লিকেশন। প্রথম সংস্করণ সম্পাদনা করা হয়েছে। 1994, নিউ জার্সি।
সসাই, ডাব্লু। এট আল। স্বচ্ছ পাতলা পরিবাহী ইলেক্ট্রোড হিসাবে বৃহত অঞ্চল মাল্টিলেয়ার গ্রাফিন/গ্রাফাইট ফিল্ম। আবেদন। পদার্থবিজ্ঞান। রাইট 95 (12), 123115 (2009)।
গ্রাফিন এবং ন্যানোস্ট্রাকচার্ড কার্বন উপকরণগুলির বালান্দিন এএ তাপীয় বৈশিষ্ট্য। নাট ম্যাট 10 (8), 569–581 (2011)।
চেং কেওয়াই, ব্রাউন পিডব্লিউ এবং কাহিল ডিজি নিম্ন-তাপমাত্রার রাসায়নিক বাষ্প জমার দ্বারা নি (111) এ উত্থিত গ্রাফাইট ফিল্মগুলির তাপীয় পরিবাহিতা। বিশেষণ ম্যাট ইন্টারফেস 3, 16 (2016)।
হেসজেদাল, টি। রাসায়নিক বাষ্প জমা দিয়ে গ্রাফিন ফিল্মগুলির ক্রমাগত বৃদ্ধি। আবেদন। পদার্থবিজ্ঞান। রাইট 98 (13), 133106 (2011)।