Уперше отримано двовимірний кристал галію

0
9
Впервые получен двумерный кристалл галлия - галленен Уперше отримано двовимірний кристал галію - галенен Crystal quality of two-dimensional gallium was first obtained - gallenene
[:ua]Галій – метал, що плавиться за температури 29,8 °C
Фото: Foobar[:ru]Галлий – металл, который плавится при температуре 29,8 °C
Фото: Foobar[:en]Gallium – metal that melts at 29.8°C (85.6°F)
Photo: Foobar[:]

Учені вперше отримали кристал галію завтовшки кілька атомів, який в перспективі можна застосовувати у надтонких електронних пристроях.

Група дослідників зі США та Індії вперше отримала зразки кристалів галію завтовшки 4–6 атомів – галенен. У подальшому галій у такій формі може набути застосування у надтонких електронних пристроях.

На початку 2000-х років британські дослідники російського походження Андре Гейм та Костянтин Новосьолов отримали зразки графену. Так само як і графіт, графен складається із атомів вуглецю, але розташовані вони одним шаром. Речовину в такій формі називають двовимірним кристалом і, як у випадку із графеном, її властивості можуть дуже відрізнятися від властивостей тієї ж речовини у звичайному кристалічному вигляді.

Наприклад, як відомо, графіт використовують в олівцях – він добре залишає слід на звичайному папері. А графен, попри те що надзвичайно тонкий, має дуже високу міцність. Крім того, завдяки іншим унікальним властивостям його вже використовують чи пропонують використовувати у різних галузях: електроніці, енергетиці, оборонній промисловості тощо. За дослідження властивостей графену в 2010 р. Гейм та Новосьолов здобули Нобелівську премію в галузі фізики.

Виявилося, що деякі інші речовини також можуть існувати у формі двовимірних кристалів. Для одних це доведено лише теоретично (адже довго вважали що графен не може існувати навіть теоретично), а інші одержано в лабораторії. Наприклад, двовимірний кристал олова називається станеном, а розташовані одним шаром атоми силіцію, з яких складається кремній, утворюють силіцен.

Четверо дослідників зі США та Індії спробували отримати двовимірний кристал галію. У випадку з графеном перші його зразки добували вельми примітивним робом. За допомогою звичайної клейкої стрічки від графіту відривали тонкі плівки, аж поки не одержували фрагменти одноатомної плівки – власне графену. Але у випадку галію цей спосіб не годиться, адже шари атомів у ньому зв’язані значно міцніше, ніж у графіті. Осадження атомів із газоподібної фази, яке часто застосовують для отримання двовимірних кристалів, тут також не підходить.

Тому дослідники діяли по-іншому. Розплавлений галій (температура його плавлення становить лише близько 30 °C) охолоджували до того моменту, коли починалася кристалізація. Шари атомів порівняно слабо тримаються один одного, і саме тоді за допомогою холоднішої підкладки можна «відірвати» кілька шарів. Таким чином двовимірний кристал утворюється на поверхні підкладки, для якої використовували, наприклад, кремній чи деякі метали. Площа отриманих кристалів галенену сягала сотень квадратних мікрометрів.

Фахівці вважають, що галенен можна застосовувати у наноелектроніці. Крім того, технологію його отримання можна використати для інших двовимірних кристалів із відносно низькою температурою плавлення.

Підписуйтесь на наш канал у Telegram