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
Протесты сторонников «Братьев-мусульман»«Я не думаю, что мы застали конец эпохи диктаторов»
Ведущий американский востоковед об исламе, терроре и роли США на Ближнем Востоке
TEHRAN, Nov. 19, 2015 (Xinhua) -- Iranian engineers work at the South Pars gas field at the southern Iranian port of Assalouyeh, Iran, Nov. 19, 2015. The South Pars/North Dome field is a natural gas condensate field located in the Persian Gulf. The South Pars or North Dome field is a natural gas condensate field located in the Persian Gulf. It is one of the world's largest gas fields, shared between Iran and Qatar. (Xinhua/Ahmad Halabisaz) (Credit Image: Global Look Press via ZUMA Press)
Photographer: © Ahmad HalabisazПризрачная угроза
Сможет ли иранский газ бросить вызов интересам России?
С братским приветом
В убийстве Ким Чен Нама официально обвинили Пхеньян
Желтую расу — в лагеря
Жизнь японцев, интернированных в США во время войны
«Макконахи должен петь в кино чаще»
Кто собрал в мультмюзикле «Зверопой» сборную поющих звезд и при чем здесь Blur
Под музыку Стравинского
На сцене Александринского театра показали оперу-ораторию «Царь Эдип»
Битти или не быть
Что интересного было на церемонии вручения «Оскаров»
Обладатели премии «Оскар-2017»
Лучшим фильмом стал «Лунный свет»
«Тем, кто себя не любит, не помогут диеты и тренировки»
Фитнес-модель из Австралии — о долгом пути к красоте и здоровью
Фантастическая четверка
Люди со сверхъестественными способностями помогут ученым победить болезни
«Местные со мной два года не здоровались»
История программистки из Москвы, переехавшей в итальянские Альпы
Мимимиметр сломался
Азиатский бум на умилительных собак пришел в Instagram
Могу Q5, могу не Q5
Чем на самом деле отличается новая Audi Q5 от старой: первый тест-драйв
Все, что нужно знать о бигфутах
Большие колеса, большие моторы и большое веселье: 8 фактов о бигфутах
Феерические внедорожники-концепты из 80-х
Самые яркие экспериментальные внедорожники самой яркой эпохи
Самые крутые и самые ужасные машины доставки
Сосиски и орехи – машины, которые используют пиццерии, закусочные и не только
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды