Новый способ стабилизации материалов при помощи графеновой матрицы сможет помочь двумерным материалам войти в состав квантовых компьютеров — Naked Science
5 минут
Сколтех

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

Ученые из России и Японии придумали, как стабилизировать двумерные материалы на основе оксида меди (CuO) c помощью графена.

Двумерный материал на основе оксида меди
Двумерный материал на основе оксида меди / ©Пресс-служба Сколтеха

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколтех
172 статей
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
5 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Позавчера, 10:55
31 минута
Василий Парфенов

Минувшая неделя озарилась одним из самых впечатляющих достижений человечества — успешной посадкой сложнейшего робота весом более тонны на поверхность другой планеты. Более того, этот процесс впервые снимали на видео сразу несколько камер в высоком разрешении. Опубликованный NASA ролик оказался не только занимательным зрелищем, но и самой настоящей научно-детективной короткометражкой.

5 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Позавчера, 15:24
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: