2022-06-30

Способы синтеза стабильного диамана при высоком давлении

Исследовательская группа под руководством профессора Ван Сяньлуна из Института физических наук Хэфэй Китайской академии наук (CAS) открыла новый метод повышения стабильности диамана, синтезированного методами высокого давления. Введя примеси бора (B) и азота (N) в диаман, они обнаружили, что структуру и электронные свойства диамана можно регулировать. Соответствующие результаты были опубликованы в журнале Physical Review B.

Конфигурации кубического диамана (а) и гексагонального диамана (б). Кредит: Ню Каопин

Диаман представляет собой двумерный (2D) однослойный алмаз, полученный путем сжатия двухслойного графена с образованием межслойных sp3-связей. Ожидается, что с характеристиками графена и алмаза он станет новым двумерным углеродным материалом наряду с графеном. Однако диаман, синтезированный методом высокого давления, после сброса давления снова превращается в графен, и его нельзя поддерживать в условиях окружающей среды.

Ученые исследовали структурные и электронные свойства различных легированных форм атомов B и N в кубическом и гексагональном диамане на основе методов первых принципов.

Они обнаружили, что конфигурация легирования снижает энергию образования диамана, способствует синтезу диамана и повышает стабильность диамана в условиях окружающей среды.

Они предложили самый простой механизм экспериментального синтеза диамана - это сжатие двухслойного графена, один слой которого легирован атомом B, а другой - атомом N.

Ширина запрещенной зоны различных конфигураций легирования. Полосы с простым цветом представляют собой прямую запрещенную зону, а полосы с наклонными линиями на поверхности представляют собой непрямую запрещенную зону. Пунктирные красные и синие линии показывают ширину запрещенной зоны исходного кубического и гексагонального диамана соответственно. Кредит: Ню Каопин

Диаман, легированный атомами N, было легко получить экспериментально, поскольку энергия образования диамана не была чувствительна к распределению легирующей примеси N. Кроме того, в зависимости от концентрации и распределения атомов B и N легированный диаман имел переменную электронную структуру (полупроводник, металл, сверхпроводимость ~ 4 К), что могло быть применено в области двумерных электронных устройств.

В данной работе предлагается новая схема синтеза более стабильного и функционального диамана.



PhysReal • Физическая реальность

Администрация не несет ответственности за достоверность информации, опубликованной в рекламных объявлениях. Материалы, опубликованные в блогах, отражают позиции их авторов, которые могут не совпадать с мнением редакции. Использование публикаций сайта разрешается при наличии прямой ссылки на PhysReal.
Контактный E-mail:

Telegram: https://t.me/physreal
ВКонтакте: https://vk.com/physreal
RSS (XML): Новости физики

Copyright © 2022 Development by Programilla.com