Российские физики открыли способ создания сверхтонких алмазов

Диаграмма давления аллотропных модификаций углерода
Диаграмма давления аллотропных модификаций углерода

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 Journal of 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 превратится 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 Journal of 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 для этого «химически индуцированного фазового перехода».

Двумерные и квазидвумерные вещества стали популярным объектом исследования физиков после открытия Андреем Геймом и Константином Новоселовым графена. Ключевой особенностью графена является уникальная подвижность электронов. 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.

Обсудить
Старикам здесь не место
В Швейцарии хотят разрешить эвтаназию пожилым людям
Закон, удобный во всех отношениях
Новый пакет санкций нужен США для давления не только на Россию, но и на Европу
Богемская рапсодия
Жертвоприношения, ритуалы и пьянство в самом закрытом мужском клубе США
Тимофей Бордачев: «Убирайтесь, но заплатите высокую цену»
Европейцы хотят развестись с Британией по-жесткому
Скорее жив, чем мертв
В Пекине главы МИД стран БРИКС доказывали, что хоронить этот клуб еще рано
Кистью и краской
Неизвестные кадры Великой Отечественной через призму советской ретуши
Новая синтетика
Биологи приблизились к созданию искусственных форм жизни
Ждите гостей
Доказано существование высокотехнологичной цивилизации в Млечном Пути
Алексей НавальныйСтримы, злоба, Telegram
Как сторонники Навального блокируют интернет и транслируют протесты оппозиции
Архивное фотоРедакционное мочилово
В Мексике наркокартели убивают журналистов, но власти не торопятся их защищать
Не подарили, а намайнил
Россияне проспали очередную возможность заработать миллионы
Хвост виляет собакой
Наконец-то включаем дрифт-режим в новом Mercedes-AMG E63 S
Как в кино
Мы съездили в гости к Aston Martin, чтобы полетать на DB11. Да, именно полетать
Это лучшие двигатели в мире
Победители конкурса «Международный двигатель года-2017»
22 отменных хэтчбека, которых нет в России
Но которые стоило бы к нам привезти
Вите надо выйти
Соседи несколько лет травят москвича, который отказывается переселяться
Без свидетелей
Дома для тех, кто ненавидит соседей
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Классовая борьба
На смену дешевым квартирам в Москве пришел новый вид жилья
Да катитесь вы
Семейная пара отказалась от квартиры и поселилась в автобусе