Карбин - возможное будущее наноэлектроники

Однажды наименьшая электронная форма будет включаться и выключаться в атомном масштабе.

Ученые из лаборатории Лоуренса Ливмо исследовали метод создания линейных цепей из расплавленного лазером графита.

Материал под названием карбин может обладать массой новых свойств, включая способность настраивать электронный ток, проходящий через микросхему, в зависимости от нужд пользователя.

Карбин в космосе

Карбин активно исследуется благодаря тому, что он был обнаружен в составе астрофизических тел, таких как метеориты, а также вследствие потенциала его применения в наноэлектронных устройствах и сверхтвердых материалах. Линейная форма наделяет карбин уникальными электрическими свойствами; материал становится чувствительным к растяжению и сгибанию, в то время как его прочность в 40 раз превышает аналогичное свойство алмаза. Ученые полагают, что карбин является компонентом межзвездной пыли.

С помощью компьютерных симуляций исследователь Ник Голдмен и его коллега Кристофер Каннелла сначала намеревались изучить свойства жидкого углерода во время испарения, после воздействия лазером на поверхность графита. Лазер способен нагреть графит до нескольких тысяч градусов, после чего формируется довольно летучая капля. К удивлению ученых, после испарения и охлаждения капля в симуляциях сформировала связки цепей атомов углерода.

«Способ изготовления карбина и его стабильность стали предметом множества теорий», заявил Голдмен. „мы показали, что лазерное плавление графита вполне подходит для синтеза этого материала. Если удастся наладить управляемое производство, карбин может использоваться в настраиваемых полупроводниках или даже в хранении водорода“.

Карбин в лаборатории

Ученые продемонстрировали, что карбин можно легко получить в лабораторных условиях. Процесс, несомненно, имеет место в космосе, где материал, содержащий углерод, подвергается относительно высоким температурам, при которых углерод плавится.

Исследование Голдмена и компьютерные модели учитывают прямое сравнение с экспериментами и способны помочь определить параметры для синтеза материалов на углеродной основе с потенциально экзотическими свойствами.

«Наши симуляции показывают возможный механизм синтеза карбиновых волокон, что подтверждают прежние экспериментальные наблюдения их формирования», сообщил Голдмен. „Результаты помогают определить набор термодинамических условий для синтеза и могут использоваться для обнаружения карбина в метеоритах“.

Результаты опубликованы в издании Journal of Physical Chemistry.

17.09.2015