ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Разработана методика получения двумерного MoS2

12 3 4

Наноструктуры из нитрида бора столь же хороши, как их аналоги из углерода

Американские ученые предложили способ создания высококачественных нанолент из нитрида бора, во многом напоминающий аналогичный процесс для углеродных наноструктур. Методика основана на использовании металлического калия и температуры и не требует применения других реагентов. Созданные наноструктуры интересны сами по себе для будущих применений в спинтронике и оптоэлектронике; кроме того, нитрид бора является идеальной подложкой для графена благодаря возможности сохранения уникально-высокой проводимости данного материала.

Нанотрубки из нитрида бора являются структурными эквивалентами нанотрубок из углерода (листов графена, свернутых в трубку). Поэтому ученые предположили, что, как и графен, листы из нитрида бора должны обладать уникальными электронными и магнитными свойствами (зависящими от структуры края материала). По результатам ранних теоретических исследований считалось, что если эти свойства действительно существуют, нитрид бора мог бы найти применения в будущих решениях задач спинтроники, а также в оптоэлектронных приложениях.

К сожалению, до сих пор научный мир не имел достаточно качественных методик производства наноструктур из нитрида бора, чтобы можно было проверить эти предположения на практике. Задача сводилась к поиску способов производства качественных нанолент из нитрида бора. И эту задачу помогли решить американские ученые. Совместная группа ученых из Rice University, University of California и Lawrence Berkeley National Laboratory (США) применили известную ранее методику с воздействием металлического калия и нагрева наноструктуры до 300 градусов по шкале Цельсия для «раскрытия» вдоль продольной оси нанотрубок из нитрида бора. Эта простая масштабируемая техника синтеза позволяет создавать узкие (шириной до 20 нм) высокоорганизованные наноленты из нитрида бора. Получающиеся ленты имеют большую длину (не менее 1 мкм), кроме того, их кристаллическая структура обычно обладает всего несколькими дефектами, расположенными на плоскости или на краю ленты. Подобные параметры позволяют провести полноценные исследования электронных и магнитных свойств нанолент, чтобы определить, какие из ранних теоретических предположений в действительности верны.

Стоит отметить, что еще ранее было обнаружено, что нитрид бора является идеальной подложкой для размещения листов графена (двумерных одноатомных углеродных плоскостей с гексагональной кристаллической структурой), т.к. листы этого материала не содержат дефектов, на электромагнитных «возмущениях» которых могли бы «застревать» свободные электроны из графена. Этот факт гарантирует, что с применением подобной подложки уникальные свойства проводимости графена сохранятся. К слову, наноленты из нитрида бора являются диэлектриками, в то время как наноленты из графена проявляют металлические или полупроводниковые свойства, в зависимости от ширины самой ленты. Таким образом, два материала дополняют друг друга, позволяя разрабатывать новые устройства наномасштаба.

В ближайшем будущем команда планирует далее повышать качество производимых нанолент из нитрида бора; кроме того, начнется поиск способов обработки краев так, чтобы материал можно было применять в спинтронике. Подробные результаты работы опубликованы в журнале Nano Letters.

Разработана методика получения двумерного MoS2

Графен в перспективе может оказаться полезным в создании электронных устройств, отличающихся большей гибкостью, меньшим размером и большей производительностью, чем классические кремниевые микросхемы. Однако, оказывается, не только графен может стать заменой кремния. Исследователи предполагают, что еще одной альтернативой кремнию в создании электроники нового типа могут оказаться одноатомные слои дисульфида молибдена, обладающие при этом свойствами, которых графен лишен. Для возможности масштабного применения двумерного MoS2 исследователи разработали простую методику его получения.

Электроны перемещаются в графене в 100 раз быстрее, чем в кремнии, что позволяет создавать транзисторы с большей скоростью переключения – строительные блоки для построения компьютерных логических схем. Однако в отличие от кремния, графен не обладает запрещенной энергетической зоной – энергией, необходимой для переноса электрона и перехода материала от проводящего до непроводящего состояния. Андрес Кастелланос-Гомес (Andres Castellanos-Gomez) из Технологического Университета Дефт (Нидерланды) отмечает, что отсутствие запрещенной зоны не позволяет полностью «отключить» транзистор из графена.

Рисунок из Nano Lett., 2012, DOI: 10.1021/nl301164v

При этом одноатомный слой MoS₂ характеризуется большей по размеру «энергетической щелью», чем у кремния, это означает, что транзисторы из двумерного MoS₂ не только можно полностью отключить, но и для этого потребуется гораздо меньше энергии, чем для отключения кремниевых транзисторов. Хотя скорость перемещения электронов в дисульфиде молибдена не такая высокая, как в графене, его прочность, гибкость и прозрачность сравнима со свойствами графена.

В настоящее время не существует быстрых и простых способов получения одноатомного слоя MoS₂. Обычно исследователи используют уже знакомую по получению первых образцов графена технику отслаивания с помощью липкой ленты или за счет применения растворителя. Однако эти подходы не позволяют получить достаточное количество MoS₂ для получения электронных устройств.

Кастелланос-Гомес случайно обнаружил простой и удобный метод получения плеток MoS₂ достаточной толщины – облучение многослойных хлопьев дисульфида молибдена зеленым лазером приводило к испарению верхних слоев материала, и, как было подтверждено с помощью оптической микроскопии, атомно-силовой микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеивания, остающийся после испарения материал представлял собой одноатомный слой MoS₂. На основе нового материала был получен транзистор, который, как оказалось, имеет скорость переключения такую же, как и скорость переключения транзисторов, полученных из отшелушенных хлопьев MoS₂.

Исследователи из группы Кастелланоса-Гомеса отмечают, что с помощью лазера появляется возможность получения участков однослойного MoS₂ любой формы, что дает возможность создавать сложные схемы, состоящие из десятков транзисторов. Регулирование мощности лазерного излучения позволяет получать трех- или пятислойные хлопья MoS₂, которые благодаря своим свойствам, могут быть использованы в сенсорных системах. Исследователи предполагают, что комбинация участков различной толщины в рамках одной схемы может оказаться полезной для изготовления сенсоров различного типа и принципиально новых оптоэлектронных устройств.

Источник: Nano Lett., 2012, DOI: 10.1021/nl301164v

12 3 4