Версия для слабовидящих
Двумерное олово как следующий чудо-материал Печать Email
Новости науки
28.11.2013
Сразу же оговоримся: чудо-материал — это как чудо-оружие. То есть если вы не умеете его применять, то оно вам не поможет, и даже после создания чего-то нужны годы труда, чтобы воспользоваться потенциалом новинки. Отличный пример — графен. Двумерный углерод, одноатомная пластина которого горазда на свойства, которые радикально отличаются от обычных графитовых. Понять, что у него сверхбудущее, удалось давно, а вот внедрение графена только-только начинается.

Итак, Стэнфордский университет (США) в лице Шоучэн Чжана (Shoucheng Zhang) и его коллег из других стран и вузов показал, что двумерное олово способно стать очередным чудо-материалом.

Добавляя атомы фтора (жёлтые) к одноатомному слою олова (серый), исследователи надеются получить станен, способный идеально проводить электричество точно вдоль своих краёв (синие и красные стрелки) при температурах вплоть до 100 °С. (Иллюстрация Yong Xu / Tsinghua University; Greg Stewart / SLAC.)


Нет, правда, слой олова одноатомной толщины, похоже, и впрямь обладает выдающимися качествами. Сами разработчики наказывают его «станен» — от латинского stannum, что значит «олово», и, понятное дело, с прибавлением «графенового» суффикса.

Всё последнее десятилетие г-н Чжан и его группа изучали свойства того класса материалов, что откликается на название «топологические изоляторы» (ТИ). Они электропроводны только на своих внешних краях, во всём остальном оставаясь диэлектриками. В итоге, когда их производят из одноатомного слоя какого-нибудь материала, края таких изоляторов проводят ток со стопроцентной эффективностью, причём при комнатной температуре.

«Волшебство топологических изоляторов в том, что по своей природе они заставляют электроны двигаться по чётко определённым полосам, без скоростных ограничений, как на немецком автобане, — объясняет исследователь. — Пока они остаются «на трассе» — краях поверхностей из такого материала — электроны будут путешествовать без сопротивления».

Исследуя структуры ТИ, та же научная группа предсказала в 2006-2009 гг., что ряд соединений, таких как теллурид ртути и некоторые другие, будет обладать подобными свойствами, и последующие эксперименты других учёных подтвердили это.

Тогда материаловеды снова взялись за ту же часть таблицы Менделеева, решив попытать счастья с оловом.

Проведя необходимые расчёты, они пришли к выводу, что одноатомный слой олова будет топологическим изолятором для температур, равных комнатной и даже несколько выше — вплоть до 100 °С! Хотя это пока лишь теория, всё ещё проверяемая в лаборатории, предыдущие прикидки группы регулярно оправдывались, поэтому можно ожидать, что верным окажется и эта.

В первую очередь станен послужит для соединения множества секций микропроцессора, полагает г-н Чжан. Сегодня это осуществляется с помощью обычных проводников, создающих «пробки» из электронов, что увеличивает энергопотребление и тепловыделение процессоров.

«В будущем мы расскажем об использовании станена во множестве других компонентов микросхем, — говорит руководитель группы. — Быть может, однажды мы даже назовём Кремниевую долину Оловянной, заменив станеном кремний в транзисторах».

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам Национальной ускорительной лаборатории SLAC.

Источник - http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/materialovedenie/10010242/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта