| 0 |
|
Физиками Канзасского университета (KU) создан инновационный материал, который состоит из двух различных атомарных слоев, сцепляющихся вместе подобно кубикам детского конструктора. Потенциальными областями применения такой комбинации графена и дисульфида вольфрама могут стать гибкая электроника и солнечные батареи.
Большинство материалов не могут бесшовно соединяться друг с другом из-за разного расположения их атомов на поверхности раздела. Поэтому смежные слои обычно стараются выбирать с одинаковой структурой атомной решетки. Но даже в этом случае, указывают авторы статьи в Nature Communications, согласование двух решеток на интерфейсе не всегда получается идеальным, что ведет к снижению качества наноматериалов.
Сотрудники KU предложили выход из этого затруднительного положения. Их новый материал образован двумя слоями, в каждом из которых атомы образуют прочные связи со своими соседями, но между собой слои связаны слабыми межмолекулярными силами Ван-дер-Ваальса.
«Известно около ста разных типов слоистых кристаллов, — комментирует аспирант KU, Мэтт Беллус (Matt Bellus). — Слабость связи между слоями позволяет без проблем совмещать любые разновидности атомных плоскостей». Такой подход, по его словам, может привести к появлению большого количества новых материалов с неординарными свойствами.
Изготовленный исследователями гибрид графена и дисульфида вольфрама, как ожидается, поможет усовершенствовать солнечные батареи. Двумерная углеродная решетка графена обеспечивает высокую мобильность электронов, а монослой атомов WS2 эффективно поглощает солнечный свет и преобразует его в электричество. Совмещая оба слоя новый материал, по идее изобретателей, должен был унаследовать и все их возможности.
Для отделения одноатомного слоя WS2 и переноса его на кремниевую основу ученые использовали липкую ленту, затем ту же процедуру они повторили для отслоения углеродной плоскости от графита. Под микроскопом они точно наложили графен на дисульфид вольфрама, а затем выдержали полученный материал в течение получаса при температуре 260 °C — при этом сила, действующая между двумя слоями, выдавила остатки клея, очистив интерфейс.
Тестирование материала производилось воздействием коротких лазерных импульсов на слой дисульфида вольфрама. Оно показало, что почти 100% электронов, поглотивших энергию лазерного импульса, перемещались из WS2 в графен всего за одну пикосекунду. «Это доказывает, что новый материал в самом деле сочетает в себе достоинства составляющих его слоев», — отмечается в статье.
В дальнейшем, авторы планируют применить свой метод и к другим материалам. В частности, создать из слоев, чувствительных к разным длинам волн, солнечную батарею, использующую для получения энергии несколько участков солнечного спектра.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
