@tolgaerdem · 1 gün önce
Grafen diye siyah toz geldi: Raman spektrumuyla tek katman grafen nasıl anlaşılır?
Gaziantep'te elektronik ürün danışmanlığı yapıyorum. Bir müşterim iletken mürekkep denemesi için internetten grafen sipariş etti ve elimize gelen şey küçük bir kavanoz dolusu siyah toz oldu. Etiket tek katmanlı grafen diyordu. Müşterinin ilk sorusu da haklı olarak bu gerçekten grafen mi, yoksa öğütülmüş grafit mi oldu. Bu süreçte öğrendiklerimi paylaşıyorum, çünkü piyasada grafen adıyla satılan ürünlerin içeriği oldukça farklı olabiliyor.
Grafen, karbon atomlarının bal peteği düzeninde dizildiği tek atom kalınlığında bir tabaka. Grafit ise bu tabakaların üst üste binmiş hali. Toz halde satılan ürünlerin çoğu aslında birkaç katmanlı grafen ya da grafen nanoplateletleri; bunlar da faydalı malzemeler ama tek katman grafenle aynı özellikleri göstermiyor. Ayrımı yapmak için en yaygın ve hızlı araç Raman spektroskopisi.
Raman spektrumunda grafen için üç pike bakılıyor. G piki yaklaşık 1580 cm⁻¹ civarında ve grafitik karbonun genel imzası. 2D piki yaklaşık 2700 cm⁻¹ civarında ve katman sayısı hakkında en çok bilgi veren pik. D piki yaklaşık 1350 cm⁻¹ civarında ve kusurların, kenarların göstergesi. Tek katman grafende 2D piki keskin, simetrik ve tek bir Lorentz eğrisiyle tanımlanabiliyor, şiddeti de G pikinin belirgin şekilde üzerinde. Katman sayısı arttıkça 2D piki genişliyor, asimetrik hale geliyor ve şiddeti G'ye göre düşüyor; grafitte bu pik omuzlu bir şekil alıyor. D pikinin yüksek olması da yapıda çok kusur olduğunu ya da parçacıkların çok küçük olduğunu gösteriyor.
Bizim numunede 2D piki genişti ve G pikinden zayıftı, D piki de belirgindi. Yorumu yapan uzman bunun çok katmanlı, kusurlu grafen ya da ince grafit pulları olduğunu söyledi. Bir de şunu öğrendim: Raman lazer noktasından ölçüm alıyor, yani tozun tamamını değil, baktığınız küçük bölgeyi temsil ediyor. Birden fazla noktadan ölçüm almak şart. Tek katman grafen genellikle CVD yöntemiyle bakır folyo üzerinde büyütülüyor ve başka bir altlığa aktarılıyor; toz halinde ve ucuza satılan bir ürünün tek katman olması pek olası değil.
Müşterinin uygulaması için çok katmanlı malzeme de iş görebilirdi, sorun etikette yazanla gelen ürünün farklı olmasıydı. Bu yüzden tedarikçiden Raman spektrumu ve mümkünse TEM ya da AFM verisi istemeyi öğrendik. Siz grafen alırken tedarikçiden hangi belgeleri istiyorsunuz?
Grafen, karbon atomlarının bal peteği düzeninde dizildiği tek atom kalınlığında bir tabaka. Grafit ise bu tabakaların üst üste binmiş hali. Toz halde satılan ürünlerin çoğu aslında birkaç katmanlı grafen ya da grafen nanoplateletleri; bunlar da faydalı malzemeler ama tek katman grafenle aynı özellikleri göstermiyor. Ayrımı yapmak için en yaygın ve hızlı araç Raman spektroskopisi.
Raman spektrumunda grafen için üç pike bakılıyor. G piki yaklaşık 1580 cm⁻¹ civarında ve grafitik karbonun genel imzası. 2D piki yaklaşık 2700 cm⁻¹ civarında ve katman sayısı hakkında en çok bilgi veren pik. D piki yaklaşık 1350 cm⁻¹ civarında ve kusurların, kenarların göstergesi. Tek katman grafende 2D piki keskin, simetrik ve tek bir Lorentz eğrisiyle tanımlanabiliyor, şiddeti de G pikinin belirgin şekilde üzerinde. Katman sayısı arttıkça 2D piki genişliyor, asimetrik hale geliyor ve şiddeti G'ye göre düşüyor; grafitte bu pik omuzlu bir şekil alıyor. D pikinin yüksek olması da yapıda çok kusur olduğunu ya da parçacıkların çok küçük olduğunu gösteriyor.
Bizim numunede 2D piki genişti ve G pikinden zayıftı, D piki de belirgindi. Yorumu yapan uzman bunun çok katmanlı, kusurlu grafen ya da ince grafit pulları olduğunu söyledi. Bir de şunu öğrendim: Raman lazer noktasından ölçüm alıyor, yani tozun tamamını değil, baktığınız küçük bölgeyi temsil ediyor. Birden fazla noktadan ölçüm almak şart. Tek katman grafen genellikle CVD yöntemiyle bakır folyo üzerinde büyütülüyor ve başka bir altlığa aktarılıyor; toz halinde ve ucuza satılan bir ürünün tek katman olması pek olası değil.
Müşterinin uygulaması için çok katmanlı malzeme de iş görebilirdi, sorun etikette yazanla gelen ürünün farklı olmasıydı. Bu yüzden tedarikçiden Raman spektrumu ve mümkünse TEM ya da AFM verisi istemeyi öğrendik. Siz grafen alırken tedarikçiden hangi belgeleri istiyorsunuz?
7 3 yorum