 После шести лет кропотливых усилий, исследователи Университета Висконсин-Мэдисон пришли к выводу, что крошечные листы полупроводника оксида цинка, который они выращивают, могут иметь огромные последствия для будущих электронных и биомедицинских устройств. Исследователи разработали методику для создания почти двумерных соединений, которые естественно не формируют тонкие материалы. Это первый случай, когда подобная методика была успешной.
По сути представляя собой микроскопический эквивалент одного листа бумаги, двумерный нанолист представляет собой материал толщиной всего в несколько атомов. Наноматериалы имеют уникальные электронные и химические свойства по сравнению с аналогичными композиционными материалами на больших и привычных масштабах.
Ранее ученые были ограничены работой с естественными двумерными нанолистами. Эти природные 2D структуры включают в себя графена, один слой графита и ограниченное число других соединений. Разработка надежного метода синтеза и производства 2D нанолистов из других материалов была целью исследователей и наноиндустрии в течение многих лет.
В своей технике исследователи применяют специально разработанное поверхностно-активное вещество на поверхность жидкости, содержащей ионы цинка. Благодаря своим химическим свойствам, поверхностно-активное вещество собирается в единый слой на поверхности жидкости, где отрицательно заряженные ионы сульфата располагаются в направлении жидкости. Эти ионы притягивают положительно заряженные ионы цинка изнутри жидкости к поверхности, и в течение пары часов достаточно ионов цинка составляются с образованием непрерывных нанолистов оксида цинка толщиной всего в несколько атомных слоев.
Исследователи уже обнаружили, что двумерные нанолисты оксида цинка, выведенные ими, могут функционировать как полупроводниковые транзисторы р-типа, противоположно электронному поведению естественного оксида цинка. Исследователи в течение некоторого времени пытались производить оксид цинка с надежными полупроводниковыми свойствами р-типа.
Оксид цинка является очень полезным компонентом электронных материалов, и новые нанолисты имеют потенциал для использования в датчиках, преобразователях и оптических приборах.
Но нанолисты оксида цинка являются лишь частью того, что может стать революцией в двумерных наноматериалах. Уже сейчас исследователи применяют свой метод для выведения двумерных нанолистов золота и палладия, и их техника также имеет перспективы для выведения нанолистов от всевозможных металлов, которые не образуются естественным путем.
|
