Bilayer graphene
பிலேயர் கிராஃபீன் என்பது கிராஃபீனின் இரண்டு அடுக்குகளைக் கொண்ட ஒரு பொருள். இரு அடுக்கு கிராஃபீனின் முதல் அறிக்கைகளில் ஒன்று கீம் மற்றும் சக ஊழியர்களின் 2004 ஆம் ஆண்டின் அறிவியல் ஆய்வறிக்கையில் இருந்தது, அதில் அவர்கள் "ஒன்று, இரண்டு அல்லது மூன்று அணு அடுக்குகளைக் கொண்ட" சாதனங்களை விவரித்தனர் பிலெயர் கிராஃபீன் அமைப்பு ஏபி அல்லது பெர்னல்-அடுக்கப்பட்ட வடிவத்தில் இருக்கலாம், இதில் அணுக்களில் பாதி கீழ் கிராஃபீன் தாளில் ஒரு அறுகோணத்தின் மையத்தின் மீது நேரடியாக உள்ளது, மேலும் அணுக்களில் பாதி ஒரு அணுவின் மீது உள்ளது, அல்லது பொதுவாக ஏஏ வடிவத்தில், இதில் அடுக்குகள் சரியாக சீரமைக்கப்பட்டுள்ளன. பெர்னல் அடுக்கப்பட்ட கிராஃபீனில், இரட்டை எல்லைகள் பொதுவானவை; AB இலிருந்து BA அடுக்குக்கு மாறுகிறது. ஒரு அடுக்கு மற்றொன்றுடன் ஒப்பிடுகையில் சுழற்றப்படும் முறுக்கப்பட்ட அடுக்குகளும் விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. குவாண்டம் மான்டே கார்லோ முறைகள் ஏஏ-மற்றும் ஏபி-அடுக்கப்பட்ட இரு அடுக்கு கிராஃபீனின் பிணைப்பு ஆற்றல்களைக் கணக்கிட பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை ஒரு அணுவுக்கு முறையே 11.5 (9) மற்றும் 17.7 (9) மீவி ஆகும். ஏஏ-அடுக்கப்பட்ட கட்டமைப்பை விட ஏபி-அடுக்கப்பட்ட அமைப்பு மிகவும் நிலையானது என்ற அவதானிப்புடன் இது ஒத்துப்போகிறது. கிராஃபைட்டில் இருந்து எக்ஸ்ஃபோலியேஷன் அல்லது இரசாயன நீராவி படிவு (சி. வி. டி) மூலம் பைலேயர் கிராஃபீன் தயாரிக்கப்படலாம். 2016 ஆம் ஆண்டில், ராட்னி எஸ். ரூஃப் மற்றும் சகாக்கள் ஆக்ஸிஜன்-செயல்படுத்தப்பட்ட இரசாயன நீராவி படிவு மூலம் பெரிய ஒற்றை-படிக இரு அடுக்கு கிராஃபீனை உற்பத்தி செய்ய முடியும் என்பதைக் காட்டினர். அதே ஆண்டின் பிற்பகுதியில் ஒரு கொரிய குழு வேஃபர்-ஸ்கேல் ஒற்றை-படிக ஏபி-அடுக்கப்பட்ட இரு அடுக்கு கிராஃபீன் ட்யூனபிள் பேண்ட்கேப்பின் தொகுப்பைப் புகாரளித்தது மோனோலேயர் கிராஃபீன் போல, இரு அடுக்கு கிராஃபீன் பூஜ்ஜிய பேண்ட்கேப்பைக் கொண்டுள்ளது, இதனால் இது ஒரு அரை உலோகத்தைப் போல செயல்படுகிறது. 2007 ஆம் ஆண்டில், இரண்டு அடுக்குகளுக்கும் ஒரு மின்சார இடப்பெயர்ச்சி புலம் பயன்படுத்தப்பட்டால் ஒரு பேண்ட்கேப் அறிமுகப்படுத்தப்படலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கணித்தனர்ஃ இது ட்யூனபிள் பேண்ட் இடைவெளி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இரு அடுக்கு கிராஃபீனில் ஒரு ட்யூனபிள் பேண்ட்கேப்பின் சோதனை ஆர்ப்பாட்டம் 2009 இல் வந்தது. 2015 ஆம் ஆண்டில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் இரு அடுக்கு கிராஃபீன் கள சுவர்களில் 1 டி பாலிஸ்டிக் எலக்ட்ரான் கடத்தும் சேனல்களைக் கவனித்தனர். மற்றொரு குழு சிலிக்கான் கார்பைட்டில் உள்ள இரு அடுக்கு படலங்களின் பேண்ட் இடைவெளியை கேரியர் செறிவை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் சரிசெய்வதன் மூலம் கட்டுப்படுத்த முடியும் என்பதைக் காட்டியது. 2014 ஆம் ஆண்டில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் இரு அடுக்கு கிராஃபீனில் சிக்கலான மின்னணு நிலைகளின் தோற்றத்தை விவரித்தனர், குறிப்பாக பின்ன குவாண்டம் ஹால் விளைவு மற்றும் இதை ஒரு மின்சார புலத்தால் சரிசெய்ய முடியும் என்பதைக் காட்டியது. 2017 ஆம் ஆண்டில் இரட்டை அடுக்கு கிராஃபீனில் ஒரு சம-டிநோமினேட்டர் பின்ன குவாண்டம் ஹால் நிலையின் அவதானிப்பு தெரிவிக்கப்பட்டது. எக்ஸைட்டோனிக் ஒடுக்கம் பிலேயர் கிராஃபீன் எக்ஸைட்டான்களின் போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் ஒடுக்கத்தை உணரும் திறனைக் காட்டியது. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள் ஃபெர்மியன்கள், ஆனால் அவை ஒரு எக்ஸைடானை உருவாக்கும்போது, அவை போசான்களாக மாறுகின்றன, இது போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் ஒடுக்கத்தை ஏற்படுத்த அனுமதிக்கிறது. இரு அடுக்கு அமைப்புகளில் உள்ள எக்ஸிடான் ஒடுக்கங்கள் ஒரு சூப்பர் மின்னோட்டத்தை கொண்டு செல்வதாக கோட்பாட்டளவில் காட்டப்பட்டுள்ளன. எம்ஐடியின் முறுக்கப்பட்ட இரு அடுக்கு கிராஃபீனில் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி பப்லோ ஜரில்லோ-ஹெரெரோ மற்றும் ஹார்வர்டைச் சேர்ந்த சகாக்கள் மற்றும் ஜப்பானின் சுகுபாவில் உள்ள தேசிய பொருள் அறிவியல் நிறுவனம், இரு அடுக்குகளுக்கு இடையில் 1.1 டிகிரி திருப்ப கோணத்துடன் இரு அடுக்கு கிராஃபீனில் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி கண்டுபிடிக்கப்பட்டதாக தெரிவித்துள்ளனர். இந்த கண்டுபிடிப்பு மார்ச் 2018 இல் நேச்சர் இதழில் அறிவிக்கப்பட்டது. இரண்டு கிராஃபீன் தாள்களுக்கு இடையில் சுரங்கப்பாதை அமைக்க ஒரு இலவச எலக்ட்ரானுக்கு தேவைப்படும் ஆற்றலின் அளவு இந்த கோணத்தில் தீவிரமாக மாறும் என்று 2011 ஆம் ஆண்டில் ஆலன் மெக்டொனால்ட் மற்றும் ரஃபி பிஸ்ட்ரிட்ஸர் ஆகியோரால் செய்யப்பட்ட கணிப்புகளை கண்டுபிடிப்புகள் உறுதிப்படுத்தின. கிராஃபீன் இரு அடுக்கு கிராஃபீனின் எக்ஸ்ஃபோலியேட்டட் மோனோலெயர்களிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்டது, இரண்டாவது அடுக்கு கைமுறையாக முதல் அடுக்கைப் பொறுத்து ஒரு செட் கோணத்தில் சுழற்றப்படுகிறது. அசல் காகிதத்தில் அத்தகைய மாதிரிகளுடன் ஒரு முக்கியமான வெப்பநிலை காணப்பட்டது (புதிய ஆவணங்கள் சற்று அதிக வெப்பநிலையைப் புகாரளித்தன). ஜரில்லோ-ஹெரெரோ இது சாத்தியம் என்று பரிந்துரைத்துள்ளார். "கிராஃபீனில் இருந்து ஒரு சூப்பர் கண்டக்டிங் டிரான்சிஸ்டரை உருவாக்குவதை கற்பனை செய்து பாருங்கள், அதை நீங்கள் இயக்கலாம் மற்றும் முடக்கலாம், சூப்பர் கண்டக்டிங் முதல் இன்சுலேடிங் வரை. இது குவாண்டம் சாதனங்களுக்கான பல சாத்தியங்களைத் திறக்கிறது. "அத்தகைய லட்டிஸ்களின் ஆய்வு" ட்விஸ்ட்ரானிக்ஸ் "என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது கிராஃபீனின் அடுக்கு கூட்டங்களின் முந்தைய தத்துவார்த்த சிகிச்சைகளால் ஈர்க்கப்பட்டது. புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர்கள் சிறிய ஆற்றல் இடைவெளியைப் பயன்படுத்தி புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர்கள் அல்லது சுரங்கப்பாதை புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களை உருவாக்க பிலேயர் கிராஃபீனைப் பயன்படுத்தலாம். இருப்பினும், ஆற்றல் இடைவெளி 250 மெகாவாட்டை விட சிறியது, எனவே குறைந்த இயக்க மின்னழுத்தத்தைப் (<250 மெகாவாட்) பயன்படுத்த வேண்டும், இது ஒரு புல விளைவு டிரான்சிஸ்டருக்கு நியாயமான செயல்திறனைப் பெற மிகவும் சிறியது, ஆனால் சுரங்கப்பாதை புலம் விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களின் செயல்பாட்டிற்கு மிகவும் பொருத்தமானது, இது 2009 ஆம் ஆண்டில் ஒரு காகிதத்தின் கோட்பாட்டின் படி 100 மெகாவாட் இயக்க மின்னழுத்தத்துடன் மட்டுமே செயல்பட முடியும். 2016 ஆம் ஆண்டில் சுரங்கப்பாதை டிரான்சிஸ்டர்களின் (டிடி) வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க இரு அடுக்கு கிராஃபீனைப் பயன்படுத்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்மொழிந்தனர். அவை சிலிக்கான் டிரான்சிஸ்டர்களை (500 எம். வி) விட குறைந்த இயக்க மின்னழுத்த வரம்பில் (150 எம். வி) செயல்படுகின்றன. பிலேயர் கிராஃபீனின் ஆற்றல் பட்டை பெரும்பாலான குறைக்கடத்திகளைப் போலல்லாமல், விளிம்புகளைச் சுற்றியுள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஒரு (உயர் அடர்த்தி) வான் ஹோவ் ஒற்றுமையை உருவாக்குகின்றன. இது ஆற்றல் தடையின் குறுக்கே மின்னோட்ட ஓட்டத்தை அதிகரிக்க போதுமான எலக்ட்ரான்களை வழங்குகிறது. பிலேயர் கிராஃபீன் டிரான்சிஸ்டர்கள் "இரசாயன" ஊக்கமருந்து விட "மின்" ஐப் பயன்படுத்துகின்றன. அல்ட்ராஃபாஸ்ட் லித்தியம் பரவல் 2017 ஆம் ஆண்டில் ஒரு சர்வதேச ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, இரு அடுக்கு கிராஃபீன் ஒரு ஒற்றை-கட்ட கலப்பு கடத்தியாக செயல்பட முடியும் என்பதைக் காட்டியது, இது கிராஃபைட்டை விட வேகமாக லி பரவலை அளவின் வரிசையில் வெளிப்படுத்தியது. கிராஃபீன் தாள்களின் வேகமான மின்னணு கடத்தலுடன் இணைந்து, இந்த அமைப்பு ஒரே ஒற்றை-கட்ட திடப்பொருளுக்குள் அயனி மற்றும் மின்னணு கடத்துத்திறன் இரண்டையும் வழங்குகிறது. லித்தியம் அயன் மின்கலன்கள் போன்ற ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனங்களுக்கு இது முக்கியமான தாக்கங்களை ஏற்படுத்துகிறது. நியூயார்க் நகரப் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிலிக்கான் கார்பைட்டில் உள்ள இரு அடுக்கு கிராஃபீனின் தாள்கள் அணுசக்தி நுண்ணோக்கியின் முனையில் தாக்கப்படும்போது வைரத்தை விட தற்காலிகமாக கடினமாகின்றன என்பதைக் காட்டியுள்ளனர். இது ஒரு கிராஃபைட்-வைர மாற்றத்திற்கு காரணமாக இருந்தது, மேலும் நடத்தை இரு அடுக்கு கிராஃபீனுக்கு தனித்துவமானது என்று தோன்றியது. இது தனிப்பட்ட கவசத்தில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருக்கலாம். நுண்ணிய நானோ பிளேக்குகள் கலப்பினமாக்கல் செயல்முறைகள் கிராஃபீனின் உள்ளார்ந்த பண்புகளை மாற்றுகின்றன மற்றும்/அல்லது மோசமான இடைமுகங்களைத் தூண்டுகின்றன. 2014 ஆம் ஆண்டில் எளிதான, வார்ப்புருக்கப்பட்ட, வினையூக்கி வளர்ச்சி வழியாக அடுக்கப்படாத கிராஃபீனைப் பெறுவதற்கான ஒரு பொதுவான பாதை அறிவிக்கப்பட்டது. இதன் விளைவாக வரும் பொருள் 1628 மீ2 கிராம்-1 என்ற குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு பரப்பளவைக் கொண்டுள்ளது, இது மின்சார கடத்துத்திறன் கொண்டது மற்றும் ஒரு மெசோபோரஸ் கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இந்த பொருள் மெசோபோரஸ் நானோஃப்ளேக் டெம்ப்ளேட் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. கிராஃபீன் அடுக்குகள் வார்ப்புருவில் வைக்கப்படுகின்றன. கார்பன் அணுக்கள் மெசோபோர்களில் குவிந்து, அடுக்கி வைக்கப்படுவதைத் தடுக்க ஸ்பேசர்களாக செயல்படும் புரோட்டுபெரன்ஸ்களை உருவாக்குகின்றன. புரோட்யூபரன்ஸ் அடர்த்தி தோராயமாக உள்ளது. செதில்களின் இருபுறமும் கிராஃபீன் வைக்கப்பட்டுள்ளது. சி. வி. டி தொகுப்பின் போது நானோ பிளேக்குகளை அகற்றிய பிறகு உட்புறமாக கட்டப்படாத இரட்டை அடுக்கு கிராஃபீனை புரோட்டுபெரன்ஸ் உருவாக்குகிறது. மேற்பரப்பில் இத்தகைய புரோட்யூபென்ஸ்கள் இருப்பது கிராஃபீன் அடுக்குகளுக்கு இடையிலான π-π தொடர்புகளை பலவீனப்படுத்தி, அடுக்குவதைக் குறைக்கும். இரு அடுக்கு கிராஃபீன் ஒரு குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு பரப்பளவைக் காட்டுகிறது, ஒரு துளை அளவு 2 முதல் 7 என்எம் வரை மற்றும் மொத்த துளை அளவு. லித்தியம் கந்தக மின்கலனுக்கு இரு அடுக்கு கிராஃபீனை கேத்தோடு பொருளாகப் பயன்படுத்துவது முறையே 5 மற்றும் 10 டிகிரி செல்சியஸ் வெளியேற்ற விகிதங்களில் 1034 மற்றும் 734 எம்ஏ எச்/ஜி என்ற தலைகீழ் திறன்களைக் கொடுத்தது. 1000 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு சுமார் 530 மற்றும் 380 எம். ஏ. எச்/ஜி என்ற தலைகீழ் திறன்கள் 5 மற்றும் 10 டிகிரி செல்சியஸில் தக்கவைக்கப்பட்டன, கூலாம்பிக் செயல்திறன் மாறிலிகள் முறையே 96 மற்றும் 98 சதவீதமாக இருந்தன. மின் கடத்துத்திறன் 438 S/cm பெறப்பட்டது. கந்தகத்தின் ஊடுருவலுக்குப் பிறகும், 107 S cm/1 என்ற மின் கடத்துத்திறன் தக்கவைக்கப்பட்டது. கிராஃபீனின் தனித்துவமான நுண்ணிய அமைப்பு இடை அடுக்கு இடத்தில் கந்தகத்தை திறம்பட சேமிக்க அனுமதித்தது, இது கந்தகத்திற்கும் கிராஃபீனுக்கும் இடையில் ஒரு திறமையான இணைப்பை உருவாக்குகிறது மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்குள் பாலிசல்பைடுகள் பரவுவதைத் தடுக்கிறது. ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் குளோபல் ராமன் இமேஜிங் என்பது தயாரிப்பு தரத்தை இடஞ்சார்ந்த முறையில் வகைப்படுத்த ஒரு துல்லியமான மற்றும் விரைவான நுட்பமாகும். ஒரு அமைப்பின் அதிர்வு முறைகள் அதை வகைப்படுத்துகின்றன, இது ஸ்டோச்சியோமெட்ரி, கலவை, உருவவியல், மன அழுத்தம் மற்றும் அடுக்குகளின் எண்ணிக்கை பற்றிய தகவல்களை வழங்குகிறது. கிராஃபீனின் ஜி மற்றும் டி சிகரங்களைக் கண்காணித்தல் (சுமார் 1580 மற்றும் 1360 செமீ-1) தீவிரம் மாதிரியின் அடுக்குகளின் எண்ணிக்கை குறித்த நேரடி தகவல்களை வழங்குகிறது. இரண்டு கிராஃபீன் அடுக்குகளும் முக்கியமான திரிபு அல்லது ஊக்கமருந்து பொருந்தாத தன்மையை தாங்கும் என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, இது இறுதியில் அவற்றின் எக்ஸ்ஃபோலியேஷனுக்கு வழிவகுக்கும். மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை, இடை மற்றும் உள் அடுக்கு இடைவெளிகள், அடுக்கும் வரிசை மற்றும் இடை அடுக்கு திருப்பம் போன்ற இரு அடுக்கு கிராஃபீனின் கட்டமைப்பு அளவு அளவீடுகளின் அளவு நிர்ணயம்-3D எலக்ட்ரான் விலகல் குறிப்புகள் கார்பன் வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்களின் அலோட்ரோப்களைப் பயன்படுத்தி பெறப்படுகிறது குழு IV குறைக்கடத்திகள் கிராஃபீன்