Ученые создали уникальный материал для наноэлектронных устройств

РИА Новости. Интернациональная группа исследователей из России, США и Китая синтезировала двумерный кристалл бора в виде страницы толщиной в один атом по структуре подобный графену, владеющий большой прочностью, проводимостью и вторыми неповторимыми особенностями, каковые смогут понадобиться при создании наноэлектронных фотоэлементов и устройств, опубликовав результаты собственной работы в Science.

Ученые создали уникальный материал для наноэлектронных устройств

Неповторимый материал для наноэлектронных устройств
©  МФТИ

Ни одна из объёмных форма бора не владеет подобными железными особенностями, приводятся в сообщении пресс-службы МФТИ слова ведущего автора статьи Натана Гайзингера (Nathan Guisinger) из Аргоннской национальной лаборатории (США).

Двумерными материалами именуют «плоские кристаллы» толщиной в один либо пара атомов. Не смотря на то, что они складываются из тех же атомов, что и простые трехмерные кристаллы, их физические и химические особенности смогут кардинально различаться. Самый узнаваемый двумерный материал — графен, складывающийся из атомов углерода. За его создание выпускники МФТИ Андрей Константин и Гейм Новосёлов в 2010 году взяли Нобелевскую премию по физике.

В отличие от вторых углеродных материалов, двумерный графен прекрасно проводит электричество, причем электроны в нем должны двигаться со скоростями, родными к скорости света.

углерод и Бор — соседи в таблице Менделеева, их химические особенности сходны, но способ получения графена, придуманный Новоселовым и Геймом — «отщепление» углеродных листков от поверхности графита — не трудится для бора, потому, что структура ни одной из известных аллотропных модификаций бора не содержит очевидно выраженных слоев.

Интерес к созданию двумерного бора — борофена — подстегнули около года назад работы двух свободных приятель от приятеля научных групп. В первой работе учёные из университета Брауна (США) и Университета Цинхуа (Китай) синтезировали молекулу, напоминающую фрагмент для того чтобы вещества. Но несколько под управлением кристаллографа Артёма Оганова (доктора наук Сколковского технологий и Института науки и Университета штата Нью-Йорк, а кроме этого заведующего лабораторией Столичного физтех университета) с помощью способов компьютерного моделирования показала, что подобная структура не возможно плоской и стабильной, предложив другое строение страницы борофена.

По словам Оганова, результаты расчётов вынудили сомневаться в том, что синтез этого материала по большому счету вероятен, потому, что атомы бора «предпочитали» планировать в наночастицы, «разгладить» каковые по его точке зрения было бы непросто. Помимо этого, бор образует стабильные соединения практически со всеми известными элементами.

Но учёным из Аргоннской национальной лаборатории и Северо-Западного университета (США) удалось отыскать элегантное ответ: борофен выращивали на подложке из серебра. Эти элементы слабо взаимодействуют приятель с втором, благодаря чему и оказалось синтезировать новый материал. Атомы бора напылялись с помощью техники электронно-лучевого испарения, это разрешило избежать применения высокотоксичных газов.

Оказавшийся материал исследовался с помощью способов электронной и сканирующей туннельной микроскопии. Сравнение результатов экспериментов с теоретическим предсказанием структуры борофена, совершённым сотрудником Оганова, доктором наук Сянфеном Чжоу (Xiang-Feng Zhou), подтвердило, что был взят этот материал.

«Время от времени экспериментаторы синтезируют материал и просят нас выяснить его структуру. Иногда получается напротив: мы делаем предсказания первыми и опыт подтверждает отечественные открытия. эксперимент и Теория движутся рука об руку, и от этого сотрудничества побеждает любое изучение», — говорит Оганов.

Борофен оказался не плоским, а, как и предвещали Чжоу и Оганов, гофрированным. В случае если другие двумерные материалы выглядят как плоскости, борофен напоминает лист гофрированного картона, изгибающийся вверх и вниз в зависимости от связей между атомами бора. Такая структура делает борофен анизотропным, другими словами механические и электронные особенности этого материала зависят от выбранного направления.

Борофен, как и графен, проводит электрический ток, исходя из этого это первый узнаваемый ученым двумерный анизотропный металл.

На этом необыкновенные особенности этого материала не заканчиваются. В соответствии с теоретическим предсказаниям, борофен владеет громаднейшей прочностью на разрыв по сравнению с любым вторым известным материалом. «По всей видимости мы нашли фаворита по прочности среди двумерных материалов», — заявил Гайзенгер.

«Непременно, борофен испытывает недостаток в предстоящем изучении, но авторы изучения уверены в том, что новый материал владеет громадным потенциалом для применения в наноэлектронике», — отмечается в сообщении МФТИ.

Источник: РИА Новости

Томские ученые создали уникальный фильтрующий материал, который упростит процедуру диализа


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: