На алмазе вырастили двумерную и шестиугольную поваренную соль


Это можно сделать только в том случае, если толщина пленки на алмазе будет не более шести нанометров


Химики и физики из России предсказали существование двумерных пленок из обычной поваренной соли c экзотической шестиугольной структурой, а также подтвердили в опытах с алмазами, что существует и "плоская" соль. Об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на статью в Journal of Physical Chemistry Letters.

"Еще в 2014 году мы описали механизм расщепления тонких пленок из кубического хлорида натрия на гексагональные слои, аналогичные графену. Это говорит о том, что это привычное и, казалось бы, хорошо изученное соединение таит в себе еще много секретов", – рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник Сколтеха Александр Квашнин.

Ученые достаточно долгое время считали, что все твердые материалы, которые существуют в природе, могут принимать только трехмерную форму. Эта идея пошатнулась только в середине прошлого столетия, когда математики и физики доказали, что "плоские" атомные структуры в принципе могут существовать и что при этом они могут быть стабильны.

Первый подобный материал был открыли лишь в 2004 году. Это сделали будущие нобелевские лауреаты Андрей Гейм и Константин Новоселов. Они случайно обнаружили очень простой, но при этом эффективный способ производства графена – "двумерной" формы углерода.

Впоследствии физики и химики открыли множество других плоских материалов, которые не уступают графену в уровне научного интереса, – окись меди, дисульфид молибдена и нитрид бора. Многие из этих веществ сегодня рассматривают как компоненты высокочастотных транзисторов и других компонентов электроники. Квашнин и его коллеги доказали, что подобным образом может быть устроена и обычная поваренная соль.

Плоская соль

Еще шесть лет назад Квашнин и его коллеги с помощью алгоритма USPEX доказали, что кристаллы соли, у которых обычно кубическая форма, можно расщепить таким образом, что появятся плоские слои хлорида натрия с шестиугольной структурой, которые по своим свойствам похожи на нитрид бора.

Эти расчеты показали, что если попытаться подобные пленки из соли теми же методами, которые применяются для создания графена, они будут очень нестабильны. Недавно ученые предположили, что эту проблему можно обойти, если выращивать соль на поверхности алмаза или некоторых металлов, таких как медь или серебро.

Руководствуясь этой идеей, физики и химики провели новую серию расчетов, показавшую, что это действительно возможно, если использовать для этих целей алмазы. Эти же расчеты предсказали несколько интересных свойств "плоской" соли, которые ученые проверили на практике.

Для этого исследователи нанесли небольшие капли раствора соли на поверхность алмазных пластинок с разным типом расположения атомов углерода, испарили воду и дождались формирования пленки. Когда это произошло, российские исследователи изучили ее структуру с помощью сканирующего электронного микроскопа.


Эти опыты показали, что плоские слои хлорида натрия действительно могут формироваться на поверхности алмаза, однако это происходит только в том случае, если толщина пленки из соли не превышает шести нанометров. Если этот параметр превысить, получается слой из обычного кубического хлорида натрия, который по свойствам не отличается от поваренной соли.

В свою очередь, "плоская" шестиугольная соль, как показывают расчеты и опыты ученых, обладает рядом интересных свойств. Благодаря этому ее можно использовать в качестве одного из компонентов алмазных полевых транзисторов. В этом отношении она выгодно отличается от нитрида бора, который связывается с поверхностью алмаза значительно слабее. Как надеются ученые, дальнейшие опыты помогут им создать еще более интересные материалы.

Источник.

0 Comments: