Создан двумерный аналог графена с уникальными свойствами
Новый материад — бифенилен — так же тонок, как графен, но проявляет совершенно другие, не менее интересные свойства
Графен вызвал много шума в кругах материаловедов из-за его невероятной прочности, гибкости, тонкости и легкости, а также его способности выступать в качестве отличного проводника тепла и электричества. Как двумерный лист углерода, он обязан этими характеристиками уникальному расположению атомов, которые организованы в виде сот, и ученые подозревали, что альтернативные устройства могут придать другим двумерным формам углерода их собственные уникальные качества.
Хотя эти углеродные материалы существовали на бумаге, ни один из них до сих пор еще не был воплощен на практике, однако ученые из Марбургского университета в Германии и Университета Аалто в Финляндии совершили большой прорыв в данной области. Эксперимент ученых начинается с углеродсодержащих молекул, которые помещаются на очень гладкую золотую поверхность, где образуют цепи двух типов, зеркально отражающих друг друга как левая и правая руки. В отличие от графена, где соединяются разные цепи, в данном случае цепи лишь одного типа связываются вместе, образуя не только сотовые структуры, но также квадраты и восьмиугольники. Исследователи окрестили новый материал «бифениленом».
«Наша идея состоит в том, чтобы использовать молекулярные предшественники, которые настроены для получения бифенилена вместо графена», — объясняет Линхао Ян, который проводил эксперименты по микроскопии с высоким разрешением в университете Аалто.
Подтвердив структуру нового материала с помощью сканирующей зондовой микроскопии с высоким разрешением, команда обнаружила, что его электронные свойства сильно отличаются от графена. Например, узкие полоски материала шириной 21 атом ведут себя как металл, тогда как полоски графена того же размера ведут себя как полупроводники.
«Эти полосы можно использовать в качестве проводников в будущих электронных устройствах на основе углерода», — уверен профессор Майкл Готфрид из Марбургского университета, возглавляющий группу.
В настоящее время ученые работают над созданием больших листов нового материала, которые можно применять для дальнейшего изучения его характеристик и потенциала. «Новая углеродная сеть может также служить в качестве превосходного анодного материала в литий-ионных батареях с большей емкостью лития по сравнению с нынешними материалами на основе графена», — отмечает автор исследования Цитанг Фан.
