Новый способ стабилизации материалов при помощи графеновой матрицы сможет помочь двумерным материалам войти в состав квантовых компьютеров


Двумерный материал на основе оксида меди / ©Пресс-служба Сколтеха
/ Автор: Татьяна Соловьёва

Исследуемые материалы — одни из основных кандидатов для применения в спинтронике. Вполне возможно, они войдут в состав квантовых компьютеров, которые уже вот-вот появятся. Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry C.

В последнее время семейство двумерных материалов пополнилось новым классом — это монослои оксидов и карбидов переходных металлов, которым посвящено огромное количество как теоретических, так и экспериментальных исследований. Такие материалы интересны ученым из-за их необычной прямоугольной атомной структуры и химико-физических свойств.

Чрезвычайно интересно для исследователей образование уникальной прямоугольной двумерной ячейки оксида меди, которой не существует в кристаллической (3D) форме, тогда как большинство уже известных или недавно открытых двумерных материалов имеют тип решетки, схожий с решеткой их кристаллических (3D) аналогов. Практическое применение перспективных монослоев пока ограничено их низкой стабильностью.

Команде ученых из МИСиС, ИБХФ, Сколтеха и Национального института материаловедения в Японии (NIMS) с помощью экспериментальных методов удалось увидеть 2D-материалы из оксида меди с необычной кристаллической структурой внутри матрицы из двухслойного графена.

«Важным является не только то, что монослой оксида меди с прямоугольной решеткой может быть стабильным при заданных условиях, но и то, что в нашем исследовании мы показали, как связывание и образование общей границы оксида меди и графеновой нанопоры приводит к стабилизации небольшого двумерного кластера оксида меди с прямоугольной решеткой.

В отличие от монослоя, в небольшом кластере оксида меди огромное влияние на его стабильность оказывают краевые эффекты (наличие границ), что приводит к его искривлению с последующим разрушением плоской 2D-структуры. Более того, нами было показано, что в случае чистой меди, чье существование невозможно в виде плоского кластера, ее соединение с двухслойным графеном улучшает стабильность металлического 2D-слоя», — рассказывает старший научный сотрудник Сколтеха Александр Квашнин.

Предпочтительность образования именно прямоугольной решетки оксида меди в биграфеновой нанопоре была показана путем проведения расчетов с использованием эволюционного алгоритма USPEX, разработанного профессором Сколтеха и МФТИ Артемом Огановым.

Исследования физических свойств полученных стабильных материалов показали, что такие 2D-материалы следует рассматривать в качестве кандидатов для применения в области спинтроники.


Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/novyi-sposob-stabilizacii-materialov-pri-pomoshi-grafenovoi-matricy-smojet-pomoch-dvymernym-materialam-voiti-v-sostav-kvantovyh-komputerov.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Ученые предложили натуральный способ подделать вкус и запах мяса

© Yanyan Zhang et al. / Автор: Godefridus Victorinus Из предыдущих научных работ известно, что мясной вкус и...

Старые игрушки мешают экономике замкнутого цикла

Хотя со старыми игрушками у родителей может быть связано немало приятных воспоминаний, давать их детям все же не...

Переработка в аккумуляторы избавит от отходов солнечных батарей

© Wikimedia Commons / Автор: Regulus Tremerus В основе большинства выпускаемых солнечных панелей — высокочистый кремний. Но отделить...

Химики предложили хранить информацию в виде цветных светящихся точек

Пример записи информации. / © American Chemical Society / Автор: Андрей Чернов Современные устройства для хранения данных —...

Российские ученые измерили температуру внутри клетки

Люминисцентный краситель в нейронах / © biotium.com / Автор: Godefridus Victorinus Температура сильно влияет на множество химических, а...

Химики установили новые свойства эйнштейния — самого тяжелого элемента, который удалось получить в чистом виде и увидеть невооруженным глазом

Свечение примерно 300 микрограмм Эйнштейния-253 в результате альфа-распада с излучением в окружающую среду частиц энергией 6,6 мегаэлектронвольт. Энерговыделение...

Органические остатки помогут бороться с загрязнениями тяжелыми металлами

©Wikipedia / Автор: Ptolemocratia Acerronius Технология ремедиации почв, о которой идет речь, носит название in-situ. Исследователям удалось экспериментально подобрать...

Химики выяснили, что Влад Цепеш Дракула плакал кровавыми слезами

Влад Цепеш Дракула / ©Getty images / Автор: Ptolemocratia Acerronius Влад III Басараб, он же Влад Цепеш, он...

Сибирские ученые создадут высокоэкологичные сорбенты

Сибирские ученые создадут высокоэкологичные сорбенты / Автор: Павел Сорокин Выделять гуматы (соли гуминовых кислот, основа гумуса — органического...

Химики из «Сколтеха» объяснили стабильность углеводородов «магией»

«Карта» стабильности углеводородов. По осям координат отмечено количество атомов в молекуле (n — углерода, m — водорода), высота...

Новая добавка в асфальт защитит дороги от обледенения

©Lorie Shaull, Flickr / Автор: Александр Литвинов Лед на зимней дороге опасен для всех участников движения. С ним...

Найден способ сделать стекло тверже алмаза

Найден способ сделать стекло тверже алмаза / © Getty images / Автор: Messiena Lucretius На атомном уровне стекло...

Разработана самоуправляемая лаборатория с ИИ, многократно ускоряющая химические исследования

Наглядная иллюстрация понятия «проклятие размерности» / © Volk A.A., et al., Nature Communications, 2023 / Автор: Telestis Scaevinius...

Описан механизм разрушения дисульфидной S-S связи в соединениях палладия с серосодержащими биомолекулами

Палладий / ©promdevelop.ru / Автор: Татьяна Соловьёва При диспропорционировании один и тот же элемент отдает и принимает электроны,...

Ученые синтезировали материал — почти такой же твердый, как алмаз

Изображение одной из алмазных наковален, полученное с помощью оптического микроскопа; один из образцов нитрида углерода C3N4 вмял поверхность...

Сквашивание молока помогло объяснить аномальное появление золотоносных жил

Макрофотография золотой жилы в породе из рудника Brucejack / ©McLeish et al., PNAS, 2021, https://doi.org/10.1073/pnas.2100689118 / Автор: Lampronia...

Ученые показали, как работает трюк с колой и Mentos на разных высотах над уровнем моря

Простой химический трюк все еще много может расказать ученым / © Gipher / Автор: Ольга Кузьмина Добавление мятных...

Ученые достигли прорыва в производстве водородного топлива

©Wikipedia / Автор: Caristania Fabricius Исследователи из Университета имени Бен-Гуриона и Техниона — Израильского технологического института — открыли...

Ученые назвали самый прочный материал на Земле

Микрофотография деформации сплава при сверхнизкой температуре минус 253 градуса по Цельсию / ©Robert Ritchie / Berkeley Lab /...

Броня из белка: химики получили новый материал, способный остановить сверхзвуковой удар

Сверхзвуковой удар остановить непросто, но новый материал справился с этой задачей / © kent.ac.uk / Автор: Артем Фомин...