Новый способ стабилизации материалов при помощи графеновой матрицы сможет помочь двумерным материалам войти в состав квантовых компьютеров — Naked Science
31.07.2019
5 минут
Сколтех
223

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
76 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.
Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Вчера, 13:56
4 минуты
Илья Ведмеденко

Американские военные пришли к выводу, что новейший эсминец можно эксплуатировать в условиях больших волн. Безопасность корабля в значительной степени объясняется его конструкцией, обеспечивающей малозаметность.

6 часов назад
24 минуты
Александр Березин

Недавняя научная работа предрекла серьезную эпидемию коронавируса 2019-nCoV. Согласно ей, 95% зараженных еще не зарегистрированы властями, а значит, через пару недель в одной Ухани будут сотни тысяч заболевших. При наблюдаемой смертности от вируса в 2,36% — это многие тысячи погибших. На самом деле, новая работа скорее «ловит хайп» или, если угодно, пытается держать мир настороже, чем описывает реальную эпидемию. Последние данные по заразности коронавируса показывают: он действительно неблестяще передается от человека к человеку. Для эпидемии в Китае этого достаточно, но большое число жертв за пределами этой страны маловероятно. Выясняем почему.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

24 января
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: