Ученые вырастили новый спиралевидный материал
Москва, 10:57, 21 Июн 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Ученые из Калифорнийского университета и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли создали новые неорганические кристаллы из стопок листов наномерной толщины, неожиданно скручивающихся в спираль, как наномерная колода карт.
Эти структуры могут иметь уникальные оптические, электронные и термические свойства, включая сверхпроводимость, сообщает eurekalert.org. Результаты исследования представлены в журнале Nature.
Спиральные кристаллы сделаны из стопок слоев сульфида германия. Полупроводниковый материал, как графен, с готовностью формирует листы, толщиной несколько атомов.
«Никто не ожидал, что 2D-материалы будут расти таким образом. Это – как удивительный дар, — сказал Цзе Яо из Калифорнийского университета. – Уверен, он даст уникальные возможности материаловедам».
Форма кристалла напоминает ДНК. Но, в отличие от органического аналога, структура состоит из серы и германия, имеет более прямую, узконаправленную архитектуру. Для ее создания команда воспользовалась дефектом, называемом винтовой дислокацией. Он создает в кристалле небольшое скручивающее усилие. «Скручивание Эшебли», названное по имени ученого Джона Эшебли, позволило создать спиральные нанопровода. Но это – первый случай, когда явление использовали для изготовления кристаллов, состоящих из двумерных слоев полупроводников.
В прошлом году ученые обнаружили, что графен становится сверхпроводящим при скреплении и скручивании 2 листов под правильным углом. Теперь исследователи смогли синтезировать структуры, содержащие сотни, тысячи и даже миллионы слоев, формирующих спираль.
«Мы наблюдали появление дискретных шагов, превращающих гладко скрученный кристалл в винтовую лестницу – новый феномен, связанный с механизмом скручивания Эшебли», — сказал Инь Лю, один из первых авторов работы.
Манипулируя условиями синтеза и длиной материала, ученые смогли менять угол между слоями и плотность спирали. Метод, вероятно, подойдет не только для выращивания кристаллов из сульфида германия.
