Ученый 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 подтвердил перспективность материала для ультратонких электронных устройств
Старший научный сотрудник лаборатории кристаллофотоники 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Руслан Кеворкянц изучил главные физические характеристики силадиаманов — теоретически существующих сверхтонких кремниевых полупроводников. Ученый подтвердил их высокие прочностные и термостабильные характеристики, что делает их перспективными в микроэлектронике, энергетике и фотокатализе.
Силадиаманы?— это?ультратонкие материалы из?двух слоев атомов кремния толщиной менее одного нанометра. Они?похожи на?диаманы (ультратонкие материалы, имеющие структуру алмаза и?состоящие из?двух слоев атомов углерода), но?сделаны из?кремния, отсюда и?название ?силадиаманы??— от?латинского Silicon (кремний).
Результаты исследования опубликованы в?научном журнале Next Materials.
Данные материалы?— самые тонкие кремниевые полупроводники, которые теоретически подходят для?создания компьютерных чипов. Пока они?существуют только в?расчетах (были предсказаны с?помощью квантово-химического моделирования), но?в?реальности еще не?созданы. Однако, как?отмечают исследователи, такие?полупроводники могли?бы существенно ускорить процессы в?микроэлектронике, энергетике и?фотокатализе.
Сегодня ученые работают над расчетом перспектив создания таких?полупроводников и?их?возможностей. Старший научный сотрудник лаборатории кристаллофотоники 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Руслан Кеворкянц изучил с?помощью химических расчетов главные физические характеристики силадиаманов.
Исследование было проведено для?трех основных характеристик: модуля Юнга (жесткость), коэффициента Пуассона, который показывает, как?материал сжимается при?растяжении, а?также модуля сдвига?— то?есть устойчивости к?деформации.
Старший научный сотрудник лаборатории кристаллофотоники 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Руслан Кеворкянц
?Также я?проверил термическую стабильность. Оказалось, что?силадиаманы сохраняют свою структуру без изменений при?нагреве от?комнатной температуры до?более чем?100?°C.?Это?подтвердили расчеты методом молекулярной динамики?,?— объяснил Руслан Кеворкянц.
По?его?словам, силадиаманы обладают высокой прочностью, сравнимой с?популярными 2D?материалами, такими?как?сульфид молибдена (MoS?) или черный фосфор. Это?делает их?перспективными для?применения в?гибкой электронике, наноэлектромеханических системах (NEMS) и?защитных покрытиях.
Кроме того, эти?вещества динамически стабильны: их?структура находится в?состоянии с?минимальной энергией и?самопроизвольно (без внешнего воздействия) не?может измениться на?другую, более выгодную, так?как?для?этого?потребовалось?бы преодолеть энергетический барьер. Такая?устойчивость означает, что?материал не?будет деградировать со?временем или неожиданно менять свои свойства, что?критически важно для?долговечных технологических применений. В?сочетании с?высокой прочностью это?открывает возможности для?создания надежных устройств, работающих в?экстремальных условиях, например при?высоких температурах или механических нагрузках.
Известно, что?силадиаманы бывают двух видов?— AA?и?AB, которые отличаются тем, как?расположены их?атомные слои.
В?АА?слои расположены строго друг над другом, тогда как?в?случае?AB они?образуют шестигранную укладку. Оба варианта оказались стабильными, но?с?небольшими различиями в?свойствах. Например, AB?версия немного лучше проводит электричество: ее??энергетический барьер? для?электронов составляет 2.10?эВ, тогда как?у?AA?версии?— 1.88?эВ. При?этом?у?обычного кремния в?современных чипах этот?барьер всего 1.1?эВ.
Таким?образом, силадиаманы могут работать с?другими типами сигналов, что?открывает дорогу для?создания сверхтонких и?энергосберегающих микросхем будущего. Кроме того, благодаря особой структуре к?ним можно ?пришивать? органические молекулы, создавая гибридные материалы. Например, такие?комбинации могли?бы эффективно разлагать воду на?водород и?кислород под действием солнечного света.
Санкт?Петербургский государственный университет?— старейший университет России?— был основан 28?января (8?февраля) 1724?года, когда Петр I?издал указ об?учреждении Университета и?Российской академии наук. Сегодня 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— один из?крупнейших научно?образовательных центров. Здесь учатся более 20?тысяч студентов, созданы более 15?крупных лабораторий и?23?ресурсных центра, входящих в?ведущий Научный парк страны. 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入ники Университета неоднократно становились лауреатами Нобелевской и?Филдсовской премий.
С?недавних пор Северная столица официально отмечает новый праздник?— День Санкт?Петербургского государственного университета, внесенный в?закон Санкт?Петербурга ?О?праздниках и?памятных датах в?Санкт?Петербурге?.
В?феврале 2025?года состоялась торжественная церемония, в?ходе которой космонавты ?Роскосмоса? передали Университету флаг ?300 лет 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?, проделавший путь до?Международной космической станции и?обратно.