Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Разработана технология получения материалов толщиной в один атом

Разработана технология получения материалов толщиной в один атом

08 июля 2019


В 2010 году двое физиков получили Нобелевскую премию за открытие и исследование свойств двумерного материала. Это был графен, тончайший слой в один атом которого был получен с помощью клейкой ленты и графитового кристалла. С тех пор произошло много событий, и на сегодняшний день ученым известны уже более сотни двумерных материалов. До настоящего времени существовала одна проблема — как получать двумерные материалы из кристаллов, не обладающих слоистой структурой? Ведь именно такой структурой обладает графит. В ходе поиска решений ученые рассудили, что если уж создавать тонкие слои из подобных кристаллов, то пусть они будут не двумерными, а квазидвумерными.

Квазидвумерная плёнка представляет собой около-двумерную, так как предполагается, что ее толщина будет равна не одному, а нескольким атомам. Если удастся создать такой материал, то он будет крайне полезным при применении в гибкой электронике и оптоэлектронике. Только представьте, вся электроника будущего, показанная в фантастических фильмах, станет реальностью — линзы со встроенной электроникой, нейроинтерфейсы, электронная бумага и одежда. Что уж говорить про применение подобных материалов в создании важного лабораторного оборудования медицинского назначения и решения ряда серьезных медицинских проблем, например, интеграции нанотехнологий в нервную систему.

inf019-04-19-imgs_SMM_Feb_2019_0005_29

Самым важным материалом, тонкий слой которого хотели получить учёные в первую очередь, выступало золото, не имеющее слоистую структуру. Чтобы получить ультратонкую золотую плёнку, физики попробовали применить технологию нагревания и испарения металла в высоком вакууме. Но здесь их ждала проблема: наночастицы, оседая на поверхности, скорее, стремились собираться друг с другом, нежели старались упасть однородной пленкой без пустот. К сожалению, таким методом удалось получить пленку толщиной только около 20 нанометров, хотя размер молекулы золота равен 0,3 нм. Такая плёнка уже не является прозрачной, а в силу своей неоднородной структуры с пустотами еще и плохо проводит электрический ток, хотя сплошной металлический лист с этим справляется легко.

Именно поэтому физики предложили технологию получения квазидвумерных металлов с помощью поверхности некоторых других двумерных металлов. Графен для этих целей не подошёл, так как он приводит к наращиванию наночастиц в виде столбов, создавая пустоты — графен фактически не смачивается металлом. Поэтому было решено использовать такой материал как дисульфид молибдена MoS2, поскольку золото, которое «с натягом» вступает в реакции со всеми веществами, к сере же испытывает прочные «чувства», то есть образует прочные химические связи. С помощью двумерного слоя этого материала удалось получить пленку золота толщиной всего в 3-4 нанометра, при этом способность проводить электричество была ничуть не хуже, и даже лучше по некоторым другим характеристикам, чем у более толстых пленок этого же металла. С помощью двумерного слоя MoS2 удалось получить рекордно тонкую и гладкую золотую плёнку.

Подобная технология, заключающаяся в получении монослоев с помощью поверхностей других двумерных материалов, позволит создавать новые виды метаматериалов. Квазидвумерные металлы при этом можно будет комбинировать с другими монослоями и в результате, как знать, можно получить совершенно новый материал с неожиданными свойствами.

Другая информация

18 октября
Получен новый, простой, но эффективный диод для микроволн

Ученые из Китая и Канады разработали проект и создали диод для микроволновых устройств и квантовых компьютеров.

14 октября
Ученые описали новый фундаментальный тип пространственной изомерии

Eчёные смогли описать новый тип пространственной изомерии, соответствующий молекулам органического типа.

10 октября
Химики создали каркас, способный очистить этилен на 99,99%

По данным статистики, в прошлом году было произведено около 170 млн. тонн этилена. Именно поэтому учёные озаботились тем, чтобы научиться получать быстро максимально очищенный продукт.

07 октября
Российские ученые представили прототип двухкубитного квантового компьютера

Кубиты более универсальны и функциональны, чем биты, поскольку помогают проводить грандиозные вычисления со скоростью на порядок выше ныне существующих.

04 октября
Голубой углерод образуется при участии макроводорослей

После анализа практически 580 образцов морских метагеномов стала известной судьба голубого углерода повсеместно.

Вся информация