Российские физики открыли способ создания сверхтонких алмазов

Российские физики открыли способ создания сверхтонких алмазов

Если углерод в виде нескольких слоев графена обработать водородом, он способен превращаться в диаман — сверхтонкую алмазную пленку. Открытие, которые совершила российско-американская группа физиков под руководством Павла Сорокина из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов, опубликовано в двух статьях в Nano Letters и Physical Chemistry Letters, кратко о результатах работы физик рассказал в письме «Ленте.ру»

Метод создания диамана удалось обнаружить с помощью компьютерного моделирования ab initio, то есть расчета поведения атомов из первых принципов, без грубых упрощений. Такое моделирование позволяет получить данные, очень близкие к экспериментальным. Кроме того, оно позволяет проследить, как развивается переход одной формы вещества в другую на атомарном уровне.

В общих чертах процесс выглядит так: присоединение водорода к атомам внешних слоев графена приводит к изменению их типа гибридизации с плоской (sp2) на тетраэдрическую (sp3). У внешних атомов углерода появляются неспаренные электроны, которые стремятся образовать связи с атомами других слоев. Начавшись в одном месте, процесс развивается по принципу домино, пока весь лист многослойного графена не превратиться в диаман, то есть в тонкий, «квазиплоский» алмаз.

Такие плоские алмазные листы можно использовать в качестве диэлектрика для наноразмерных конденсаторов. Кроме того, как показано в статье Physical Chemistry Letters, аналог диамана для гексагонального алмаза (лонсдейлита) обладает исключительной механической прочностью, уступающей только графену.

По словам Сорокина, ранее ученые уже наблюдали в экспериментах образование связей между слоями графена под действием адсорбции атомов. До сих пор, однако, физика этого процесса была не ясна, равно как и условия, которые требуются этого «химически индуцированного фазового перехода».

Двумерные и квазидвумерные вещества стали популярным объектом исследования физиков после открытия Андреем Геймом и Константином Новоселовым графеном. Ключевой особенностью графена является уникальная подвижность элеткронов. Однако, в отличие от кремния графен не может сам по себе использоваться при создании транзисторов, так как является металлом, а не полупроводником. Для исправления этого недостатка ученые предлагают либо помещать графен на специальные подложки, либо использовать другие двумерные вещества. Среди последних конкурентов графена — квазиплоский pmmn-бор, электронные свойства которого очень похожи на графен.

Lenta.ru

Похожие новости:
Физики нашли альтернативу алмазным радиаторам
Физики нашли материал, который проводит тепло не хуже алмазов и вчетверо превосходит по теплопроводности медь. Результаты моделирования показали, что арсенид бора может заменить алмазы при производстве радиаторов для микроэлектронных устройств. Подробности приводятся в сообщении колледжа Бостона со ссылкой ..
2013-07-9 1702 0 Научные открытия
0
Физики впервые засняли электрический ток в графене
Ученые из Мельбурнского университета впервые засняли движение электронов в графене. Понимание поведения токов в сверхтонких материалах поможет в разработке эффективных устройств на их основе. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.Электронные устройства следующего поколения, разрабатываемые на основе графена и других сверхтонких ..
2017-04-30 18036 0 Научные открытия
0
Физики открыли тетракварк
Физики из международной коллаборации DZero открыли новую частицу, получившую название тетракварк. Исследование направлено на публикацию в журнал Physical Review Letters, кратко о нем сообщается на сайте Фермилаба.Частица образована четырьмя кварками (верхним, нижним, странным и прелестным). Ее масса равняется ..
2016-02-29 1706 0 Научные открытия
2
Китайцы открыли новый вид твердого углерода
Китайские физики предложили два новых вида твердого углерода, который, вероятно, отличается относительной стабильностью. Статья ученых пока не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org. В настоящее время физики активно изучают преобразования, которые претерпевает ..
2012-04-4 1998 0 Научные открытия
0
Ученые получили изображения кота Шредингера
Физики из Вены и Нью-Йорка впервые продемонстрировали снимки камеры, когда последняя не видела оригинал изображения. Визуализация, сделанная аппаратом при помощи трафарета и лазеров, имеет форму кошек и символически напоминает о квантовом эффекте кота Шредингера. Результаты своих исследований ..
2014-08-28 2216 0 Научные открытия
0
Новый элемент таблицы Менделеева будет назван в честь Москвы
Сверхтяжелый металл, располагающийся в таблице Менделеева под порядковым номером 115, может получить название "Московий" в честь столицы России. Таким образом российские ученые хотят отблагодарить власти Подмосковья, финансировавшие мероприятия по синтезу нового элемента. Российские физики ..
2015-08-19 8083 0 Научные открытия
0
Физики впервые сделали зеркало из оптической материи
Физики впервые экспериментально продемонстрировали возможность создания зеркала из так называемой оптической материи - множества частиц, заключенных в оптические ловушки. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Phys.org. Объектом исследования выступали полистироловые ..
2014-01-21 1605 0 Научные открытия
0
Российские физики «научили» сверхпроводники управлять магнитным полем
Сверхпроводимость, которая почти несовместима с магнитным полем, может при определенных условиях способствовать его распространению, выяснили российские ученые. Устройства на базе этого эффекта могут приблизить эпоху компьютеров будущего — спинтронных вычислительных машин. Результаты исследования опубликованы в журнале ..
2015-10-05 1587 0 Научные открытия
0
Придуманы названия двум условным элементам таблицы Менделеева
Российские и американские ученые из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) и Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) предложили названия для двух элементов таблицы Менделеева, синтезированных около десяти лет назад. До сих пор носивших лишь условные названия – унунквадий (114) и унунгексий ..
2011-12-4 3286 0 Научные открытия
0
Физики придумали пространственно-временные кристаллы
Физики предложили способ создания пространственно-временных кристаллов, - систем, чья структура регулярна не только в пространстве, но и во времени. Работа пока не опубликована в рецензируемом журнале, но доступна в архиве Корнельского университета. Ее краткое содержание приводит блог Technology Review. По словам ученых, основными ..
2012-06-27 1849 0 Научные открытия
0
Физики придумали первый танцующий кристалл
Физики-теоретики из Канады и США спрогнозировали существование кристалла, элементы которого находятся в непрерывном движении. Последнее обусловливает их свойства симметрии, получившие название хореографического порядка. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко о них сообщает Physics.Обычные ..
2016-01-12 1705 0 Научные открытия
1
Японские физики теоретически обосновали телепортацию
Три японских физика из Университета Тохоку предсказали возможность передачи энергии на большие расстояния по средствам экзотической квантовой телепортации, пишет Phys.org. Квантовая телепортация позволяет двум изначально связанным частицам обмениваться информацией каким-то необъяснимым пока образом вне зависимости ..
2014-01-29 2584 2 Научные открытия
0
У света обнаружили необычные свойства
Японские, украинские, американские и корейские ученые открыли новые необычные свойства света. Авторы опубликовали исследование в журнале Nature Communications, кратко с ним можно ознакомиться на сайте RIKEN, крупного японского Института физико-химических исследований. Исследуя динамические характеристики эванесцентной волны, ..
2014-04-28 3199 0 Научные открытия
0
Физики придумали способ стабилизации плазменных филаментов
Физики придумали способ стабилизации плазменных филаментов - относительно недавно открытых объектов с большим потенциалом использования в различных прикладных областях. Статьяисследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества. В физике ..
2012-09-18 2057 0 Научные открытия
0
В алмазе увидели квантовый эффект Зенона
Древнегреческий мыслитель и математик Зенон Элейский известен своими логическими парадоксами. Один из них — Стрела Зенона — звучит следующим образом: "Летящая стрела неподвижна, так как в каждый момент времени она занимает равное себе положение, то есть покоится; поскольку ..
2013-08-22 2626 0 Научные открытия
0