Експериментально підтверджено народження нової родини речовин або квадратної дочки графена

Вперше в світі було експериментально отримано представник нової родини двовимірних речовин – оксид міді. Він вже продемонстрував своїх творців кілька незвичайних властивостей, які не тільки можуть розширити поле для експериментів з графеном, але і встановити новий напрямок в мікроелектроніці. У авторському журналі NanoScale опубліковано статтю про досягнення вчених ННТУ, ФГНУ ТІСНУ, IBHF RAS та їх зарубіжних колег з японського інституту NIMS.

р.

Павло Сорокін (центр) на премії Scopus Russia-2015

Міжнародна команда фізикологів прогнозувала і експериментально підтвердила існування нової родини неорганічних сполук. Як керівник теоретичної частини роботи, керівник інфраструктурного проекту «Теоретичні матеріали науки наноструктур», провідний науковий співробітник лабораторії «Інорганічні наноматеріали» ННСТ МІС, к.т.н. Павло Борисович Сорокін, ми говоримо про перший в світі двовимірний матеріал з квадратним кристалом - оксидом міді.

Створення нових двовимірних матеріалів – матеріалів, що складаються з шару товщиною одного атома – є одним з найбільш перспективних напрямків сучасної науки матеріалів. З моменту отримання графену – першого двовимірного матеріалу – у 2004 році вчені по всьому світу розслідувалися його особливості, намагаючись поєднувати його з іншими матеріалами для отримання нових властивостей.

Синтез нової родини речовин, проведених дослідниками, вивчення різних властивостей графена. Таким чином, на графеновій основі розташовуються двовимірні оксиди міді. За даними Д. Сорокіна, синтезу на графеновій підкладці є єдиною реальною можливістю отримання цих двовимірних матеріалів. Однак, враховуючи розвиток технології, це обмеження досить подолається, вчений підкреслив.



На «Різдвяні лекції» при ННСТ МІС, д-р Сорокін дає лекцію «Навколо приміщення внизу, і є багато цікавих речей в цьому місці». Двовимірні новини світу.

На відміну від графена, яка утворюється шестикутними клітинами, двовимірний оксид міді має квадратну кристалічну решітку. «Не дотепер вчені змогли синтезувати лише матеріали з шестигранними гратами – наприклад, різні похідні графена або нітриду борону», – розповідає доктор Сорокін. Плоскі квадратні решітки металу нестійкі, але поєднання мідь і киснем стабілізують її.

Розроблено метод широкого спектру можливостей синтезу нової родини матеріалів. Насправді, вчені змогли добитися «самого зібрання» двовимірного оксиду міді на графені. Для створення нової речовини, експериментаторів з Інституту НІМС (Японія) внесені мідні атоми з газової фази на частково окислений графен. Нагрівання системи, після чого зумовлено киснем і атомами міді для перегрупування в нову структуру.



Всі особливості нового матеріалу необхідно вивчити протягом тривалого часу, але про властивості двовимірного оксиду міді можна сказати зараз. Один з незвичайних властивостей нового матеріалу, пророкованих російськими фізиками Павел Сорокін і Дмитро Квашнін, був антиферомагнетизмом (нижня магнітізація), який звичайний оксид міді не показує в будь-яких умовах.

Антиферомагнети дуже перспективні матеріали з точки зору мікроелектроніки. Для написання одного біту інформації в антиферомагнет, потрібно всього 12 атомів його поверхні, при цьому існуючі технології використовують сотні тисяч атомів для написання одного біта.

Є ще один наслідок нового експерименту. «Наше відкриття показали можливість нового застосування графена як основи складання різних речовин», – розповідає доктор Сорокін. Крім того, не тільки самостійні індивідуальні матеріали, але і багатошарові двовимірні гетероструктури. У експерименті представлено графен, сформована нова моношарова структура, яка має лише набір властивих властивостей, які ще повинні вивчити деталі. й

Допомога NUST MISIS: Сорокін Павло Борисович, доктор фізико-математичних наук. Керівник інфраструктурного проекту «Теоретична наука наноструктур» на НУСТ МІСС, провідний науковий співробітник лабораторії «Неорганічні наноматеріали».

Наукові інтереси: атомне моделювання, наноструктури, нанотехнології, квантово-хімічні розрахунки з перших принципів, теорії функціоналу густини, емпіричні методи розрахунку.

Нагорода Російського клубу Європейської академії (Акадмія Європарея) для молодих вчених у галузі фізики, премії Scopus Russia-2015. Більше 60 публікацій у міжнародних виданнях, включаючи фізику природи, природні комунікації, Nano Letters, ACS Nano, J. Phys. Чем. Лет. І інші. Видання



P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Джерело: geektimes.ru/company/misis/blog/287190/