2010 ۾، Geim ۽ Novoselov کي فزڪس ۾ نوبل انعام حاصل ڪيو انهن جي گرافين تي ڪم لاء.هن انعام ڪيترن ئي ماڻهن تي هڪ گهرو تاثر ڇڏيو آهي.آخرڪار، هر نوبل انعام وارو تجرباتي اوزار نه آهي جيترو عام چپپڻ واري ٽيپ وانگر، ۽ نه هر تحقيقي شئي ”ٻه طرفي ڪرسٽل“ گرافين وانگر جادوگر ۽ سمجهڻ ۾ آسان آهي.2004 ۾ ٿيل ڪم کي 2010 ۾ ايوارڊ ڏنو ويو، جيڪو تازو سالن ۾ نوبل انعام جي رڪارڊ ۾ ناياب آهي.
گرافين هڪ قسم جو مادو آهي جيڪو ڪاربن جي ايٽمن جي هڪ پرت تي مشتمل هوندو آهي ويجهڙائي سان ٻه طرفي هيڪساگونل لٽيس ۾ ترتيب ڏنل آهي.هيرن، گريفائٽ، فلرين، ڪاربن نانوٽوبس ۽ بيڪار ڪاربن وانگر، اهو هڪ مادو (سادو مادو) آهي جيڪو ڪاربان عناصر سان ٺهيل آهي.جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي، فلرينس ۽ ڪاربن نانوٽوبس کي ڪنهن طريقي سان گرافين جي هڪ پرت مان ڦريل ڏسي سگهجي ٿو، جيڪا گرافين جي ڪيترن ئي تہن سان اسٽيڪ ٿيل آهي.گرافين جي استعمال تي نظرياتي تحقيق مختلف ڪاربان سادي مادي (گرافين، ڪاربن نانوٽوبس ۽ گرافين) جي خاصيتن کي بيان ڪرڻ لاءِ لڳ ڀڳ 60 سالن کان جاري آهي، پر عام طور تي اهو مڃيو وڃي ٿو ته اهڙيون ٻه طرفي مواد مستحڪم طور تي اڪيلو وجود ۾ اچڻ مشڪل آهي، صرف ٽي-dimensional substrate جي مٿاڇري سان ڳنڍيل آهي يا اندر جي مادي جهڙوڪ گريفائٽ.اهو 2004 تائين نه هو ته آندري گيم ۽ سندس شاگرد Konstantin Novoselov تجربن ذريعي گرافين جي هڪ پرت کي گرافائٽ مان ڪڍي ڇڏيو ته گرافين تي تحقيق نئين ترقي حاصل ڪئي.
ٻئي فلرين (کاٻي) ۽ ڪاربن نانوٽوب (وچ) کي سمجهي سگهجي ٿو ته ڪنهن طريقي سان گرافين جي هڪ واحد پرت طرفان گھميل آهي، جڏهن ته گريفائٽ (ساڄي) گرافين جي ڪيترن ئي تہن سان وان ڊير والز فورس جي ڪنيڪشن ذريعي اسٽيڪ ٿيل آهي.
اڄڪلهه، گرافين ڪيترن ئي طريقن سان حاصل ڪري سگهجي ٿو، ۽ مختلف طريقن جا پنهنجا فائدا ۽ نقصان آهن.Geim ۽ Novoselov هڪ سادي طريقي سان گرافين حاصل ڪيو.سپر مارڪيٽن ۾ موجود شفاف ٽيپ کي استعمال ڪندي، هنن گرافين کي ڪڍي ڇڏيو، هڪ گريفائٽ شيٽ جنهن ۾ ڪاربان ايٽم جي فقط هڪ پرت هوندي آهي، جيڪا اعليٰ ترتيب واري پائرولائيٽڪ گريفائٽ جي هڪ ٽڪري مان هوندي آهي.اهو آسان آهي، پر ڪنٽرول ڪرڻ جي صلاحيت ايتري سٺي ناهي، ۽ 100 مائڪرن کان گهٽ جي ماپ سان گرافين (هڪ ملي ميٽر جو ڏهين حصو) صرف حاصل ڪري سگهجي ٿو، جيڪو تجربن لاء استعمال ڪري سگهجي ٿو، پر عملي طور تي استعمال ڪرڻ ڏکيو آهي. ايپليڪيشنون.ڪيميائي وانپ جو ذخيرو گرافيني نموني وڌائي سگھي ٿو دھات جي مٿاڇري تي ڏهن سينٽي ميٽرن جي ماپ سان.جيتوڻيڪ هڪجهڙائي وارو علائقو صرف 100 مائڪرن آهي [3,4]، اهو ڪجهه ايپليڪيشنن جي پيداوار جي ضرورتن لاء مناسب آهي.ٻيو عام طريقو اهو آهي ته سلکان ڪاربائيڊ (SIC) ڪرسٽل کي 1100 ℃ کان وڌيڪ ويڪيوم ۾ گرم ڪيو وڃي، ته جيئن مٿاڇري جي ويجھو سلڪون ايٽم بخار ٿي وڃن، ۽ باقي ڪاربان ايٽمز کي ٻيهر ترتيب ڏنو وڃي، جيڪي پڻ سٺي خاصيتن سان گرافين جا نمونا حاصل ڪري سگهن ٿا.
گرافين منفرد خاصيتن سان گڏ هڪ نئون مواد آهي: ان جي برقي چالکائي ٽامي جيتري شاندار آهي، ۽ ان جي حرارتي چالکائي ڪنهن به ڄاڻايل مواد کان بهتر آهي.اهو تمام شفاف آهي.عمودي واقعن جي نظر ايندڙ روشني جو فقط هڪ ننڍڙو حصو (2.3٪) گرافين ذريعي جذب ڪيو ويندو، ۽ روشني جو گهڻو حصو گذري ويندو.اهو ايترو ته ٿلهو آهي جو هيليم ايٽم (سڀ کان ننڍا گئس جا ماليڪيول) به ان مان گذري نٿا سگهن.اهي جادوئي خاصيتون سڌو سنئون گريفائٽ مان ورثي ۾ نه آهن، پر ڪوانٽم ميڪيڪل مان.ان جي منفرد برقي ۽ نظرياتي ملڪيت جو اندازو لڳايو ويو آهي ته ان ۾ وسيع ايپليڪيشن جا امڪان آهن.
جيتوڻيڪ گرافين صرف ڏهن سالن کان به گهٽ عرصي ۾ ظاهر ٿيو آهي، ان ۾ ڪيتريون ئي ٽيڪنيڪل ايپليڪيشنون ظاهر ٿيون آهن، جيڪي فزڪس ۽ مادي سائنس جي شعبن ۾ تمام گهٽ آهن.عام مواد کي ليبارٽري کان حقيقي زندگيءَ ۾ منتقل ٿيڻ ۾ ڏهن سالن کان وڌيڪ يا ڏهاڪن کان به وڌيڪ وقت لڳندو آهي.graphene جو استعمال ڇا آهي؟اچو ته ٻه مثال ڏسو.
نرم شفاف electrode
ڪيترن ئي برقي آلات ۾، شفاف conductive مواد electrodes طور استعمال ڪرڻ جي ضرورت آهي.اليڪٽرانڪ واچون، ڪليڪٽر، ٽيليويزن، مائع ڪرسٽل ڊسپلي، ٽچ اسڪرين، سولر پينل ۽ ٻيا ڪيترائي ڊوائيس شفاف اليڪٽرروڊس جي وجود کي ڇڏي نٿا سگهن.روايتي شفاف اليڪٽرروڊ انڊيم ٽين آڪسائيڊ (ITO) استعمال ڪندو آهي.انڊيم جي اعليٰ قيمت ۽ محدود سپلاءِ جي ڪري، مواد ٿلهي ۽ لچڪ جي کوٽ آهي، ۽ اليڪٽروڊ کي ويڪيوم جي وچ واري پرت ۾ جمع ڪرڻ جي ضرورت آهي، ۽ قيمت نسبتا وڌيڪ آهي.هڪ ڊگهي وقت تائين، سائنسدان ان جي متبادل ڳولڻ جي ڪوشش ڪري رهيا آهن.شفافيت جي ضرورتن کان علاوه، سٺي چالکائي ۽ آسان تياري، جيڪڏهن مواد جي لچڪ پاڻ سٺي آهي، اهو "اليڪٽرانڪ پيپر" يا ٻين فولڊ ڊسپلي ڊوائيسز ٺاهڻ لاء مناسب هوندو.تنهن ڪري، لچڪدار پڻ هڪ اهم پاسو آهي.گرافين هڪ اهڙو مواد آهي، جيڪو شفاف الیکٹروڊز لاءِ بلڪل موزون آهي.
سامسنگ ۽ ڏکڻ ڪوريا جي چينگجن گوان يونيورسٽي جي محققن ڪيميائي وانپ جي ذخيري ذريعي 30 انچ جي ڊگھي ڊگھائي سان گرافين حاصل ڪئي ۽ ان کي گرافين تي ٻڌل ٽچ اسڪرين ٺاهڻ لاءِ 188 مائڪرون ٿلهي پوليٿيلين ٽريفٿليٽ (PET) فلم ۾ منتقل ڪيو [4].جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي، ٽامي جي ورق تي پوکيل گرافين کي پهريون ڀيرو حرارتي اسٽريپنگ ٽيپ (نيرو شفاف حصو) سان ڳنڍيو ويندو آهي، پوءِ ڪاپر جي ورق کي ڪيميائي طريقي سان ڦهلايو ويندو آهي، ۽ آخر ۾ گرافين کي گرم ڪري پي اي ٽي فلم ۾ منتقل ڪيو ويندو آهي. .
نئون photoelectric induction سامان
گرافين ۾ تمام منفرد بصري خاصيتون آهن.جيتوڻيڪ ايٽم جي صرف هڪ پرت آهي، اهو 2.3٪ جذب ڪري سگهي ٿو خارج ٿيل روشني جي پوري ويجهڙائي واري حد ۾ ظاهر ٿيندڙ روشني کان انفراريڊ تائين.ھن نمبر جو گرافين جي ٻين مادي پيٽرولن سان ڪو به واسطو نه آھي ۽ ان کي ڪوانٽم اليڪٽرروڊينامڪس ذريعي طئي ڪيو ويندو آھي [6].جذب ٿيل روشني ڪيريئرز (اليڪٽران ۽ سوراخ) جي نسل ڏانهن وٺي ويندي.گرافيني ۾ ڪيريئرز جي نسل ۽ ٽرانسپورٽ روايتي سيمي ڪنڊڪٽرز کان بلڪل مختلف آهن.هي گرافين کي الٽرا فاسٽ فوٽو اليڪٽرڪ انڊڪشن سامان لاءِ بلڪل موزون بڻائي ٿو.اهو اندازو آهي ته اهڙي photoelectric induction سامان 500GHz جي تعدد تي ڪم ڪري سگهي ٿو.جيڪڏهن اهو سگنل ٽرانسميشن لاءِ استعمال ٿئي ٿو، اهو 500 بلين زيرو يا هڪ سيڪنڊ في سيڪنڊ کي منتقل ڪري سگهي ٿو، ۽ هڪ سيڪنڊ ۾ ٻن Blu ray ڊسڪ جي مواد جي ٽرانسميشن کي مڪمل ڪري سگهي ٿو.
آمريڪا ۾ IBM ٿامس جي واٽسسن ريسرچ سينٽر جي ماهرن گرافين استعمال ڪيو آهي فوٽو اليڪٽرڪ انڊڪشن ڊيوائسز ٺاهڻ لاءِ جيڪي 10GHz فريڪوئنسي تي ڪم ڪري سگهن ٿيون [8].سڀ کان پهريان، گرافين فليڪس تيار ڪيا ويا سلڪون سبسٽريٽ تي 300 nm ٿلهي سليڪا سان ڍڪيل “ٽيپ ٽيئرنگ ميٿڊ” ذريعي، ۽ پوءِ ان تي پيليڊيم گولڊ يا ٽائيٽينيم گولڊ اليڪٽروڊس ٺاهيا ويا جن جو وقفو 1 مائڪرون ۽ 250 nm جي ويڪر آهي.هن طريقي سان، هڪ گرافين جي بنياد تي فوٽو اليڪٽرڪ انڊڪشن ڊيوائس حاصل ڪئي وئي آهي.
گرافين فوٽو اليڪٽرڪ انڊڪشن سامان جو اسڪيميٽ ڊراگرام ۽ اسڪيننگ اليڪٽران مائڪرو اسڪوپ (SEM) حقيقي نمونن جون تصويرون.انگن اکرن ۾ ڪارو ننڍو لڪير 5 مائڪرن جي برابر آهي، ۽ ڌاتو لائنن جي وچ ۾ فاصلو هڪ مائڪرون آهي.
تجربن جي ذريعي، محقق ڏٺائين ته هي دھاتي گرافيني دھات جي جوڙجڪ فوٽو اليڪٽرڪ انڊڪشن ڊيوائس وڌ ۾ وڌ 16GHz جي ڪم ڪندڙ فريڪوئنسي تائين پهچي سگهي ٿي، ۽ 300 nm (نزد الٽرا وائلٽ) کان 6 مائڪرون (انفرارڊ) ويج لينٿ رينج ۾ تيز رفتار سان ڪم ڪري سگهي ٿي. روايتي ڦوٽو اليڪٽرڪ انڊڪشن ٽيوب انفرارڊ روشنيءَ جو جواب نه ڏئي سگهي ٿو ڊگهي موج سان.گرافيني فوٽو اليڪٽرڪ انڊڪشن سامان جي ڪم ڪندڙ تعدد اڃا تائين بهتري لاءِ وڏو ڪمرو آهي.ان جي اعلي ڪارڪردگي ان کي ايپليڪيشن جي امڪانن جو وسيع رينج ڏئي ٿو، بشمول مواصلات، ريموٽ ڪنٽرول ۽ ماحولياتي نگراني.
منفرد خاصيتن سان گڏ نئين مواد جي طور تي، گرافين جي درخواست تي تحقيق هڪ ٻئي کان پوء اڀري رهي آهي.اسان لاءِ هتي انهن جو شمار ڪرڻ مشڪل آهي.مستقبل ۾، گرافين مان ٺهيل فيلڊ اثر ٽيوب، گرافين مان ٺهيل ماليڪيولر سوئچز ۽ گرافين مان ٺهيل ماليڪيولر ڊيڪٽرز، روزاني زندگيءَ ۾ ٿي سگهن ٿا… گرافين جيڪو آهستي آهستي ليبارٽري مان نڪرندو، روزاني زندگيءَ ۾ چمڪندو.
اسان اميد ڪري سگهون ٿا ته گرافين استعمال ڪندي اليڪٽرانڪ شين جو هڪ وڏو تعداد ويجهي مستقبل ۾ ظاهر ٿيندو.سوچيو ته اهو ڪيترو دلچسپ هوندو جيڪڏهن اسان جا سمارٽ فونز ۽ نيٽ بڪ ڦرلٽ ڪري سگهجن، اسان جي ڪنن تي بند هجن، اسان جي کيسي ۾ ڀريل هجن، يا اسان جي کلائي جي چوڌاري ويڙهيل هجن جڏهن استعمال ۾ نه هجن!
پوسٽ جو وقت: مارچ-09-2022