RT: учеными РФ разработан двумерный материал для оптики следующего поколения

Научными специалистами из трех российских организаций — МФТИ, Института биохимической физики имени Н.М. Эмануэля Российской академии наук и Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН — разработана кристаллическая пленка из сульфида индия и галлия. Информацией об этом делится RT.

Известно, что в настоящее время в современном мире разрабатываются двумерные материалы — так называемые тонкие пленки, состоящие из слоя атомов с простой кристаллической решеткой. Самым известным материалом этого класса является графен, в котором атомы углерода расположены в гексагональной решетке толщиной в один атом. Такие материалы обладают уникальными свойствами и необходимы для создания сложной электроники, квантовой криптографии и современной оптики.

Отдельные слои этих материалов обычно соединены ван-дер-ваальсовыми связями. Связь Ван-дер-Ваальса является не химической, а электростатической и возникает между молекулами и атомами. Это слабая связь, прочность которой значительно ниже, чем у химических связей.

Такие пленки, как сообщается, трудно масштабировать и применять на практике именно из-за хрупкости связей, соединяющих различные слои материала. Поэтому исследователи сосредоточились на создании слоев, которые удерживаются вместе сильными химическими связями — ковалентными связями.

Такая связь образуется, когда ядра атомов приближаются друг к другу и имеют общую электронную пару. В частности, ковалентные связи образуют структуру некоторых кристаллов. Исследователям удалось найти такой кристалл, одноатомные слои которого удерживаются вместе ковалентными связями даже после их расщепления. Им оказался сульфид индия галлия (InGaS3). Доказано, что после разделения кристалла на слои отдельные слои по-прежнему удерживаются вместе ковалентными связями, но в то же время проявляют свойства двумерных слоистых материалов.

Кроме того, разработчиками были изучены физико-химические характеристики нового материала, в частности, его оптические свойства. Установлено, что такой слоистый кристалл имеет высокий показатель преломления (n > 2,5). Это сравнимо со значением приблизительно 1,52 для стекла. Вещества с показателем преломления больше 2 встречаются в природе очень редко.

Ученые выразили уверенность в том, что пленка может быть использована для создания сложных медицинских устройств, а также в интегральных схемах. Она найдет широкое применение при создании фотонных компьютеров и оптических устройств следующего поколения.

Фото: sites.usc.edu

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Антибиотик двойного действия может сделать устойчивость бактерий невозможной

4 Согласно новому исследованию, проведенному Чикагским университетом Иллинойса, новый антибиотик, который действует путем разрушения двух …