«Учить не химии, а химией.
Учить не мыслям, а мыслить!»
16.07.2019 Новости науки
Ученые из МФТИ впервые получили квазидвумерный материал из золота. При определенных условиях полученную нанопленку можно осадить на любую поверхность, что позволяет изготавливать из нее гибкую и прозрачную электронику. У двумерных материалов много преимуществ перед обычными, трехмерными — например, они могут быть прозрачными, а электроны в них распространяться все время в одной плоскости. Это повышает их подвижность в материале, что полезно в электронных устройствах, которые вследствие этого работают быстрее.
Однако на пути синтеза двумерных версий некоторых материалов есть заметное ограничение — например, их можно получать лишь из слоистых кристаллов, для которых характерна слабая связь между слоями и сильная внутри слоя. Поэтому их легко разделить даже с помощью скотча.
К сожалению, не слоистых кристаллов больше, чем слоистых. И хотя золото, серебро и медь отлично подошли бы для создания прозрачных и проводящих электродов для складывающихся дисплеев, электронной бумаги, линз со встроенной электроникой и даже продвинутых электродов для вживления в мозг, на практике сделать из этих металлов настоящий двумерный материал невозможно.
Физики из МФТИ придумали осаждать золото на подложку из другого двумерного материала, чтобы более «ровная» подложка позволяла получать и более однородную пленку. За основу взяли двумерный дисульфид молибдена (MoS2). Хотя золото очень плохо взаимодействует практически со всеми веществами, но с соединениями серы оно может образовывать прочные химические связи.
Ученые сравнили структуру золотых пленок разной толщины, выращенных на чистой поверхности подложки из SiO2 и поверхности той же подложки из SiO2 с монослоем (слоем толщиной в одну молекул) MoS2. В последнем варианте использование одного подстилающего слоя двумерного материала позволило получить сплошные пленки золота толщиной всего лишь 3–4 нанометра. При этом их проводимость была нормальной, то есть пустот в такой пленке не было.
Авторы работы отмечают, что их метод универсален. Дело в том, что вырастить так золотую пленку можно не только на плоской подложке, но и на любой, куда предварительно нанесут двумерный слой дисульфида молибдена. Исследователи полагают, что сходные результаты для других материалов, в том числе для серебра и меди, могут значительно ускорить внедрение гибкой и прозрачной электроники будущего.