将石墨烯转化为最薄的金刚石薄膜，可实现增强电子器件的韧性

尽管石墨烯只有一个原子厚，却以其令人难以置信的强度而闻名。那么如何使其变得更强大？当然，一种方法是将其变成钻石。韩国的研究人员现在已经开发出一种新方法，可以将石墨烯转化为最薄的金刚石薄膜，而无需使用高压。

石墨烯、石墨和金刚石都是由同一种元素——碳构成的，但这些材料之间的区别在于碳原子是如何排列和结合在一起的。它们之间在水平方向上具有牢固的键合。石墨由彼此堆叠的石墨烯片组成，每片内部均具有牢固的键合，而薄弱的键则连接不同的片。而在金刚石中，碳原子在三维空间中的联系更加紧密，形成了一种难以置信的坚硬材料。

当石墨烯层之间的键增强时，它可以成为二维形式的金刚石。但这通常不容易做到。一种方法是使用极高的压力，但是一旦除去该压力，材料就会恢复为石墨烯。其他研究已经在石墨烯中添加了氢原子，但这使控制键变得困难。

在这项新的研究中，基础科学研究所（IBS）和蔚山国家科学技术研究所（UNIST）的研究人员用氢换氟。这个想法是，通过将双层石墨烯暴露在氟蒸汽中，使两层石墨烯更紧密地结合在一起，在它们之间形成更强的键。

△石墨烯（左）和F - diamane（右）之间

研究小组首先在由铜和镍制成的基底上，采用化学气相沉积（CVD）方法制备双层石墨烯。然后，他们将石墨烯暴露在二氟化氙蒸汽中。这种混合物中的氟附着在碳原子上，加强了石墨烯层之间的结合，形成了一层超薄的氟化金刚石层，称为F-diamane。

新的制备过程比其他方法简单得多，超薄的金刚石片可以用来制造出更坚固、更小、更灵活的电子元件，尤其是作为宽间隙半导体。

这项研究的作者Pavel V.Bakharev说：“这种简单的氟化方法可以在接近室温和低压下工作，而无需使用等离子体或任何气体活化机制，因此降低了产生缺陷的可能性。”。

石墨烯是具有蜂窝晶格的单原子层厚的层状碳材料，由于其出色的性能以及在电子和光子设备中的各种应用而备受关注。化学气相沉积法（CVD）是大规模制备高质量和高均匀性的石墨烯薄膜的最有效技术。近日，韩国基础科学研究所（IBS） Rodney S. Ruoff团队总结了CVD法生长石墨烯的研究进展。

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