Новая форма кремния позволит создать электронику нового поколения
Ученые разработали смогли синтезировать новую кристаллическую форму кремния с гексагональной структурой. Материал потенциально может быть использован для создания устройств следующего поколения для электроники и энергетики.
Исследователи впервые смогли синтезировать форму кремния с высокосимметричной структурой. Его можно будет использовать в электронике будущего
Как и все элементы, кремний может существоать в виде различных аллотропных модификаций, отличающихся внутренней структурой. Точно так же как углерод может быть в виде графита или алмаза, кремний тоже может быть аморфным или кристаллическим. В электронных устройствах, включая компьютеры и солнечные батареи, кремний используется в одной из своих кристаллических модификаций. Однако, эта форма кремния на самом деле не является самой эффективной для использования в устройствах следующего поколения, таких как высокопроизводительные транзисторы и фотоэлектрические преобразователи.
В теории возможно существование множества различных аллотропов кремния с улучшенными физическими свойствами, но на практике существуют лишь некоторые из них. Отчасти это происходит из-за того, что ученые пока не знают, как их синтезировать, и будут ли такие материалы стабильны при атмосферном давлении и нормальной температуре.
В новой работе ученые сообщают о новой революционной форме кремния, состоящую из серии одномерных каналов. За основу химики взяли кремниевый материал, каждая ячейка которого содержит 24 атома, поэтому в виде химической формулы его можно обозначить как Si24. В результате многостадийного синтеза исследователи смогли получить из исходного материала так называемый 4H-кремний, названный так из-за его четырех повторяющихся слоев в гексагональной структуре.
Гексагональные формы кремния были синтезированы ранее, но только в результате осаждения тонких пленок или в виде нанокристаллов, которые сосуществуют с неупорядоченным материалом. Новый путь синтеза 4Н-кремния из Si24 позволил получить первые высококачественные объемные кристаллы, которые станут основой для будущих исследований. Используя продвинутый вычислительный инструмент под названием PALLAS, который ранее был разработан исследователями для прогнозирования путей структурных переходов, авторы смогли понять механизм перехода от Si24 к 4H-Si и структурные взаимосвязи, которые позволяют сохранять высокую ориентацию кристаллов продукта.
Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.
Исследователи впервые смогли синтезировать форму кремния с высокосимметричной структурой. Его можно будет использовать в электронике будущего
Как и все элементы, кремний может существоать в виде различных аллотропных модификаций, отличающихся внутренней структурой. Точно так же как углерод может быть в виде графита или алмаза, кремний тоже может быть аморфным или кристаллическим. В электронных устройствах, включая компьютеры и солнечные батареи, кремний используется в одной из своих кристаллических модификаций. Однако, эта форма кремния на самом деле не является самой эффективной для использования в устройствах следующего поколения, таких как высокопроизводительные транзисторы и фотоэлектрические преобразователи.
В теории возможно существование множества различных аллотропов кремния с улучшенными физическими свойствами, но на практике существуют лишь некоторые из них. Отчасти это происходит из-за того, что ученые пока не знают, как их синтезировать, и будут ли такие материалы стабильны при атмосферном давлении и нормальной температуре.
В новой работе ученые сообщают о новой революционной форме кремния, состоящую из серии одномерных каналов. За основу химики взяли кремниевый материал, каждая ячейка которого содержит 24 атома, поэтому в виде химической формулы его можно обозначить как Si24. В результате многостадийного синтеза исследователи смогли получить из исходного материала так называемый 4H-кремний, названный так из-за его четырех повторяющихся слоев в гексагональной структуре.
Гексагональные формы кремния были синтезированы ранее, но только в результате осаждения тонких пленок или в виде нанокристаллов, которые сосуществуют с неупорядоченным материалом. Новый путь синтеза 4Н-кремния из Si24 позволил получить первые высококачественные объемные кристаллы, которые станут основой для будущих исследований. Используя продвинутый вычислительный инструмент под названием PALLAS, который ранее был разработан исследователями для прогнозирования путей структурных переходов, авторы смогли понять механизм перехода от Si24 к 4H-Si и структурные взаимосвязи, которые позволяют сохранять высокую ориентацию кристаллов продукта.
Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.
Ещё новости по теме:
18:20