基础科学研究所 上图:双层石墨烯和氟代二烷的优化模型
橙色和灰色球体分别代表氟和碳原子
底部:生长的双层石墨烯和氟代二烷的横截面透射电子显微照片，突出显示了中间层和原子间距离
信用:IBS 两层“神奇材料之王”，我能吗
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石墨烯，被连接并转化为最薄的类金刚石材料，“晶体之王？”韩国基础科学研究所多维碳材料中心(CMCM)的研究人员在《自然纳米技术》杂志上报道了在中等压力和温度条件下，大面积双层石墨烯化学诱导转化为最可能的类金刚石材料的首次实验观察
这种柔韧、坚固的材料是一种宽带隙半导体，因此在纳米光学、纳米电子学方面具有工业应用的潜力，并且可以作为微机电系统和纳米机电系统的一个有前途的平台
钻石、铅笔芯和石墨烯都是由相同的材料制成的:碳原子
然而，正是这些原子之间的键的构型造成了所有的不同
在钻石中，碳原子在各个方向紧密结合，形成一种极其坚硬的材料，具有非凡的电学、热学、光学和化学性质
在铅笔芯中，碳原子排列成一堆薄片，每一片都是石墨烯
强碳碳键构成石墨烯，但是薄片之间弱键很容易断裂，这在一定程度上解释了为什么铅笔芯是软的
石墨烯层之间的层间结合形成了一种二维材料，类似于金刚石薄膜，被称为金刚石，具有许多优异的特性
先前将双层或多层石墨烯转化为二金刚烷的尝试依赖于氢原子的添加或高压
前者的化学结构和键的构型难以控制和表征
在后者中，压力的释放使样品回复到石墨烯
天然钻石也是在地球深处高温高压下锻造的
然而，IBS-CMCM的科学家尝试了一种不同的获胜方法
该团队设计了一种新的策略来促进二金刚烷的形成，通过将双层石墨烯暴露于氟而不是氢中
他们使用二氟化氙(二氟化氙)的蒸汽作为氟的来源，并且不需要高压
其结果是一种超薄类金刚石材料，即氟化金刚石单层:氟-二烷，具有层间键和外部氟
对于更详细的描述；氟代二金刚烷的合成是通过氟化单晶金属箔上的大面积双层石墨烯来实现的，在单晶金属箔上通过化学气相沉积法生长所需类型的双层石墨烯
方便的是，碳氟键可以很容易地与碳碳键区分开来
该小组在氟化12、6和2-3小时后分析了样品
基于广泛的光谱研究和透射电子显微镜，研究人员能够明确地表明，在某些明确和可重复的条件下，氟在双层石墨烯上的添加导致了氟-二烷的形成
例如，两个石墨烯片之间的层间间距为3
34埃，但减少到1
93-2
当层间键形成时为18埃，理论研究也预测了这一点
“这种简单的氟化方法在接近室温和低压下工作，不使用等离子体或任何气体活化机制，因此减少了产生缺陷的可能性，”帕维尔五世指出
Bakharev，第一作者和合著者
此外，氟化二烷薄膜可以自由悬浮
第一作者之一黄明说:“我们发现，我们可以通过将氟代金刚烷从CuNi(111)基底转移到透射电子显微镜网格上，然后进行另一轮温和氟化来获得独立的单层金刚石。”
罗德尼·S
鲁夫是CMCM的主任，也是蔚山国家科学技术研究所(UNIST)的教授，他指出这项工作可能会引发全世界对金刚石的兴趣，金刚石是最薄的类金刚石薄膜，其电子和机械性能可以通过使用纳米图案化和/或替代反应技术改变表面终端来调节
他进一步指出，这种金刚石薄膜也可能最终提供一条通向大面积单晶金刚石薄膜的途径
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