• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
24.06.2025, 10:25
Елена Авдеева
335

Химики синтезировали тончайший материал для квантовой электроники

❋ 4.2

Международная группа ученых предложила экономически выгодный и в то же время эффективный способ синтезировать материал, обычно сложный в получении. Химики использовали доступные олово и серу, нагревая их определенным образом, чтобы создать ультратонкую кристаллическую пленку с уникальными свойствами.

Кристаллический материал выращивали, изменяя концентрацию паров серы относительно олова и используя высокочистые элементарные прекурсоры / © Kazuki Koyama et al.

Моносульфид олова (SnS) и дисульфид олова (SnS2) считаются перспективными в спин-долинной электронике. В отличие от привычных полупроводниковых металлов, использующих только заряд электрона, новый класс может пропускать поляризованный ток, несущий дополнительную информацию, которая закодирована в квантовых свойствах электронов. Это, в частности, спин электрона, то есть внутренний момент импульса, и долина — энергетическая зона внутри кристалла.

Такой потенциал был бы полезен для создания компактных и безопасных устройств для быстрой обработки большого объема данных или даже для вживления в тело человека, а также фотодетекторов. Спинтронику (использующую спин частицу), например, сегодня уже применяют на практике для увеличения емкости жестких дисков.

Кроме того, моносульфид олова проявляет такие интересные свойства, как сегнетоэлектричество и напряжение сдвига, или определенная сумма сил, которые вызывают деформацию материала в плоскости, параллельной направлению напряжения. Использовать эти преимущества непросто, поскольку исходные вещества могут «вести себя» непредсказуемо.

Международная группа ученых из Японии и Великобритании смогла синтезировать монослой сульфида олова большой площади без сложного и дорогого оборудования из порошков серы и олова. Чтобы контролировать процесс, оба компонента нагревали определенным способом и выращивали кристаллы на кремниевых подложках. Чтобы регулировать концентрацию паров, сдвигали источник серы ближе или дальше от олова.

Компьютерное моделирование предсказало, что низкие уровни серы должен дать моносульфид, а высокие — дисульфид олова. Это и подтвердили эксперименты. Затем внешние слои испарялись, переходя из твердого состояния в газообразное и оставляя тончайшую пленку толщиной до нескольких десятков микрометров. Термодинамические расчеты подтвердили воспроизводимость роста кристаллов, то есть возможность получать кристаллы с одинаковыми параметрами при повторении процесса выращивания в тех же условиях.

Испаряясь, внешние слои оставляли после себя тончайшую пленку (наблюдения велись с помощью сканирующей электронной микроскопии) / © Kazuki Koyama et al.

Таким образом, ученые получили материал путем контролируемой сублимации объемных кристаллов моносульфида олова, прямого превращения твердого материала в пар без плавления после нагревания. Управляя селективностью реакции, исследователи добились выделения нужного продукта в нужном количестве. Предложенная ими технология открывает новые возможности для создания более совершенных и эффективных электронных устройств на основе высококачественного сульфида олова.

Научная работа опубликована в журнале Nano Letters.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
4 марта, 13:56
Илья Гриднев

Биологи получили прямые доказательства поедания косатками представителей собственного вида. Оторванные спинные плавники со следами больших зубов указали на охоту плотоядных китообразных на слабую соседнюю популяцию. Угроза смертельных нападений заставила рыбоядные группы косаток создавать неразлучные семейные кланы.

4 марта, 14:46
Адель Романова

Исследователи смоделировали последствия распыления в марсианской атмосфере аэрозолей для создания искусственного парникового эффекта. Выяснилось, что это может привести к парадоксальному результату: вместо ожидаемого более комфортного климата будущая колония на «нагретой» Красной планете окажется посреди такого же лютого холода и притом окружена обезвоженным грунтом.

3 марта, 14:06
Александр Березин

В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.

3 марта, 14:06
Александр Березин

В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.

28 февраля, 16:50
Игорь Байдов

В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.

28 февраля, 11:53
Андрей Серегин

Разное отношение домашних животных к хозяевам давно стало предметом споров, обсуждений и шуток. Ученые из Венгрии показали, что собаки демонстрируют по отношению к человеку уровень альтруизма, сходный с детским, тогда как кошки ищут в партнерстве с человеком прежде всего свою выгоду.

12 февраля, 07:52
Адель Романова

Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.

12 февраля, 08:19
Полина Меньшова

«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.

3 марта, 14:06
Александр Березин

В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно