Ingrid Fadelli , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriSEM görüntüsü, qrafenin bir boşluq üzərində qrafen təbəqəsinə yaxınlaşdığını göstərir. Kredit: Chuanli Yu və Zhaohe Dai, Pekin Universiteti.

Yalnız bir neçə atom qalınlığında olan ikiölçülü (2D) materialların toplu materialların xassələrindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən unikal elektrik, mexaniki və optik xassələri nümayiş etdirdiyi məlumdur. Bəzi son tədqiqatlar həmçinin bu materialların molekullararası qarşılıqlı təsirlərə “şəffaflığını” yoxlayır, məsələn, van der Waals (vdW) qüvvələri – molekullar və ya səthlər arasında cazibəyə səbəb olan dəyişkən elektrik yüklərindən yaranan zəif qüvvələr.

Bu qüvvələrin atomik nazik materiallar tərəfindən ekranlaşdırılma dərəcəsinin müəyyən edilməsi 2D materiallara əsaslanan müxtəlif texnologiyaların inkişafı üçün mühüm təsir göstərə bilər.

Pekin Universiteti, Nankinq Aeronavtika və Astronavtika Universiteti və Tsinghua Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda 2D qrafen sistemlərinin vdW qarşılıqlı təsirlərini tam ötürmə, qismən ekranlaşdırma və ya bloklamalarına aydınlıq gətirməyə başladılar.

Fiziki İcmal Məktublarında dərc olunmuş onların tapıntıları göstərir ki, 2D sistemlərdə qrafen təbəqələri qalınlığından asılı olaraq vdW qüvvələrinin 15-50%-ni ekranlaşdırır və bununla da qismən şəffaflığı təmin edir.

“Tədqiqatımız qrafenin “ıslatma şəffaflığı” kimi tanınan mübahisədən ilhamlandı (yəni, substratın üzərindəki su damcılarının təmas bucağı bir qat qrafenlə örtüldükdə dəyişməz olaraq qalır “, – məqalənin baş müəllifi Zhaohe Dai Phys.org-a bildirib.

“Son onillikdə müxtəlif qruplar tam şəffaflıq, qismən şəffaflıq və ya hətta qeyri-şəffaflıq barədə məlumat verdilər ki, bu da xeyli çaşqınlığa səbəb oldu. İcma tədricən başa düşdü ki, bu məsələnin mərkəzində daha dərin və daha fundamental bir sual dayanır: bir atom qatlı örtük əsas substratın səth enerjisini necə dəyişdirir?”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1761131929&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-graphene-partially-screens-van-der.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNTUiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1761131928858&bpp=1&bdt=172&idt=26&shv=r20251020&mjsv=m202510200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761131827%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761131827%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1761131827%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5991933997600&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2252&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095143%2C31095352%2C31095375%2C95374042%2C31095336%2C42533293%2C95372615&oid=2&pvsid=3218569713779005&tmod=559802039&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=596x848_l%7C596x848_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=247

Mayelərin bərk səthlə qarşılıqlı təsirini tədqiq edən islatma təcrübələri, mayelər və bərk cisimlər arasında mürəkkəb qarşılıqlı təsirlərə görə, atom təbəqəsi örtüklərinin substratların səth enerjisinə təsirinin birbaşa tədqiqi üçün səmərəsiz olduğunu sübut etdi. Bu təsirləri araşdırmaq üçün daha yaxşı yanaşma yaxşı qurulmuş klassik zondlardan istifadə edərək vdW qüvvələrinin birbaşa ölçülməsinə əsaslanır.

Son araşdırmalarının bir hissəsi olaraq, Dai və həmkarları nazik bir qrafen örtüyünün əsas bərk substratın vdW qarşılıqlı təsirinə necə təsir etdiyini müəyyən etmək üçün xüsusi olaraq yola çıxdılar. Bunun üçün kolloid atom qüvvəsi mikroskopiyası (AFM) kimi tanınan bir texnikadan istifadə etdilər.

“Başqa sözlə, biz qrafenin əhatə etdiyi substratın vdW qüvvələrini necə ekranlaşdırdığını və ya sızdığını aydınlaşdırmaq üçün yola çıxdıq və bununla da qrafenin vdW qarşılıqlı təsirinə şəffaflığının kəmiyyətini müəyyənləşdirdik” dedi Dai.

“Bunun üçün biz AFM qurğusundan istifadə etdik. İdeya sadədir: biz mikrometr ölçülü silisium kürəsini konsolun ucuna yapışdıraraq, həndəsəsi və sərtliyi dəqiq məlum olan kalibrlənmiş zond yaratdıq”.Dəstəklənən və asılmış qrafenə yaxınlaşan və ayrılan kolloid zondun sxemi. Kredit: Chuanli Yu və Zhaohe Dai, Pekin Universiteti

Tədqiqatçılar bu zondu ultra aşağı rütubət şəraitində (10%-dən aşağı) sınaq səthinə yaxınlaşdırdılar ki, bu da su molekullarının ölçmələri pozmasının qarşısını aldı. Onlar iki fərqli nümunəyə baxdılar: biri silisium (SiO ₂ ) substratında dəstəklənən qrafendən , digəri isə kiçik dairəvi boşluqlarda asılmış qrafendən ibarətdir.

“Bu nümunələrdən istifadə edərək, biz bir-birini tamamlayan iki növ ölçmə həyata keçirdik” dedi Dai. “Birincisi, kürəni səthdən ayırmaq üçün lazım olan qüvvəni ölçən çəkiliş testləridir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

“Asılı və dəstəklənən qrafeni müqayisə edərək, əsas SiO ₂ substratının ümumi yapışmaya nə qədər töhfə verdiyini müəyyən edə bildik. İkincisi, çəkilmə testləridir, bu testlərdə biz kürə ilə səth arasındakı cazibə qüvvəsinin onların arasındakı boşluq azaldıqca necə artdığını izlədik.”

Tədqiqatçılar tərəfindən toplanan ölçmələr qrafenin substrat qüvvələrini ötürdüyünü göstərən ardıcıl nəticələr verdi. Bununla belə, cəlbedici testlər şəffaflıq faktorunu çıxarmaq üçün istifadə edilə bilən ən etibarlı və kəmiyyət məlumatları verdi. Bu, N atom təbəqəsindən ibarət qrafen filmi vasitəsilə substratın vdW qarşılıqlı təsirinin nə qədər “görünən” qaldığını göstərən dəyərdir.

“Ən mühüm tapıntı odur ki, qrafenin vdW qarşılıqlı əlaqəsinə şəffaflığı sabit bir rəqəm deyil, daha çox qarşılıqlı təsir göstərən iki səthin nə qədər uzaq olmasından və qrafen filminin nə qədər qalınlığından asılıdır” dedi Dai. “Məsələn, bir qat qrafen ilə örtülmüş substrat təxminən 5 nanometrlik boşluqda başqa bir səthlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, qrafen hələ də substratın vdW gücünün təxminən 85%-ni “sızdırır”.”

Dai və həmkarlarının bu araşdırması gələcək tədqiqat və inkişaf üçün müxtəlif təsirlərə malik ola bilər. Birincisi, 2D materiallarda vdW qüvvələrinin öyrənilməsi üçün ardıcıl nəzəri və eksperimental çərçivə təqdim edir. Bundan əlavə, o, yapışma kimi səth xüsusiyyətlərini tənzimləmək üçün atom təbəqəsi örtüklərinin potensialını vurğulayır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1761131929&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-graphene-partially-screens-van-der.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNTUiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1761131928858&bpp=1&bdt=171&idt=45&shv=r20251020&mjsv=m202510200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761131827%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761131827%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1761131827%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=5991933997600&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4394&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095143%2C31095352%2C31095375%2C95374042%2C31095336%2C42533293%2C95372615&oid=2&pvsid=3218569713779005&tmod=559802039&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=596x848_l%7C596x848_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=248

Komandanın metodologiyası və topladıqları məlumatlar 2D materialların skrininq imkanlarını yoxlayan növbəti təcrübələrə yol aça bilər. Nəhayət, onların işi yapışma və vdW qüvvələrinin ötürülməsindən istifadə edən nanoölçülü cihazların dizaynını da məlumatlandıra bilər.

“Van der Waals şəffaflığının kəmiyyət anlayışı ilə, biz atom miqyaslı örtüklər vasitəsilə xüsusi səth xüsusiyyətlərinə malik silisium səthlərini (elektron və fotonik cihazlarda geniş istifadə olunur) dizayn etməyi planlaşdırırıq” dedi Dai.

“Xüsusilə, biz bu cür örtüklərin səthin digər komponentlərə, məsələn, funksional təbəqələrə və ya elektrik kontaktlarına yaxınlığını necə uyğunlaşdıra biləcəyini və bununla da inteqrasiya olunmuş sistemlərdə yapışma, uyğunluq və performansı yaxşılaşdıra biləcəyini araşdırmaq məqsədi daşıyırıq.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Ətraflı məlumat: Chuanli Yu et al, Transparency of Graphene to Solid-solid van der Waals Interactions, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/jgqz-gwlc .

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network