Назван перспективный материал для ультратонких гаджетов будущего
Старший научный сотрудник лаборатории кристаллофотоники СПбГУ Руслан Кеворкянц изучил главные физические характеристики силадиаманов — теоретически существующих сверхтонких кремниевых полупроводников. Ученый подтвердил их высокие прочностные и термостабильные характеристики, что делает их перспективными в микроэлектронике, энергетике и фотокатализе.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Next Materials. Силадиаманы — это ультратонкие материалы из двух слоев атомов кремния толщиной менее одного нанометра. Они похожи на диаманы (ультратонкие материалы, имеющие структуру алмаза и состоящие из двух слоев атомов углерода), но сделаны из кремния, отсюда и название силадиаманы — от латинского Silicon – кремний.
Эти материалы — самые тонкие кремниевые полупроводники, которые теоретически подходят для создания компьютерных чипов. Пока они существуют только в расчетах: были предсказаны с помощью квантово-химического моделирования, но в реальности еще не созданы. Однако, как отмечают исследователи, такие полупроводники могли бы существенно ускорить процессы в микроэлектронике, энергетике и фотокатализе.
Сегодня ученые работают над расчетом перспектив создания таких полупроводников и их возможностей. Старший научный сотрудник лаборатории кристаллофотоники СПбГУ Руслан Кеворкянц изучил с помощью химических расчетов главные физические характеристики силадиаманов.
«Исследование было проведено для трех основных характеристик: модуля Юнга (жесткость), коэффициента Пуассона, который показывает, как материал сжимается при растяжении, а также модуля сдвига — то есть устойчивости к деформации. Также я проверил термическую стабильность. Оказалось, что силадиаманы сохраняют свою структуру без изменений при нагреве от комнатной температуры до более чем 100°C. Это подтвердили расчеты методом молекулярной динамики», — объяснил Руслан Кеворкянц.
По его словам, силадиаманы обладают высокой прочностью, сравнимой с популярными 2D-материалами, такими как сульфид молибдена (MoS₂) или черный фосфор. Это делает их перспективными для применения в гибкой электронике, наноэлектромеханических системах (NEMS) и защитных покрытиях.
Кроме того, эти вещества динамически стабильны: их структура находится в состоянии с минимальной энергией, и самопроизвольно (без внешнего воздействия) не может измениться на другую, более выгодную, так как для этого потребовалось бы преодолеть энергетический барьер. Такая устойчивость означает, что материал не будет деградировать со временем или неожиданно менять свои свойства, что критически важно для долговечных технологических применений. В сочетании с высокой прочностью это открывает возможности для создания надежных устройств, работающих в экстремальных условиях — например, при высоких температурах или механических нагрузках.
Известно, что силадиаманы бывают двух видов — AA и AB, которые отличаются тем, как расположены их атомные слои. В АА слои расположены строго друг над другом, тогда как в случае AB они образуют шестигранную укладку. Оба варианта оказались стабильными, но с небольшими различиями в свойствах. Например, AB-версия немного лучше проводит электричество — ее «энергетический барьер» для электронов составляет 2,10 эВ, тогда как у AA-версии 1,88 эВ. При этом, у обычного кремния в современных чипах этот барьер всего 1,1 эВ.
Таким образом, силадиаманы могут работать с другими типами сигналов, что открывает дорогу для создания сверхтонких и энергосберегающих микросхем будущего. Вместе с этим, благодаря особой структуре к ним можно «пришивать» органические молекулы, создавая гибридные материалы. Например, такие комбинации могли бы эффективно разлагать воду на водород и кислород под действием солнечного света.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Ученые обнаружили, что дубы выработали эффективную стратегию, позволяющую им защищаться от пожирающих молодую листву гусениц — если предыдущий весной деревья сильно пострадали от их нашествия, то на следующий год почки распустятся на три дня позже. Трехдневной задержки достаточно, чтобы резко снизить выживаемость гусениц.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно