Grafeno silicio analogas pagamintas iš silicino. • Jurijus Yerinas. • Mokslo naujienos apie "Elementus". • Nanotechnologijos, fizika.

Gautas silicio grafeno analogas – silicenas

Pav. 1. a) Paralelinių silikeno juostelių, išaugintų kambario temperatūroje ant sidabro substrato, išmatuotas 6.2 x 6.2 nm, vaizdas. b) silikeno juostelių grotelės vaizdas, kurio žingsnis yra maždaug 2 nm. Vaizdo dydis yra 22 × 20 nm. Visi vaizdai buvo gauti naudojant nuskaitymo tunelio mikroskopą. Pav. iš aptariamo straipsnio

Pirmą kartą mokslininkų grupei iš Prancūzijos, JAV, Italijos ir Ispanijos pavyko gauti silicį – atominį silicio sluoksnį. Jis buvo išaugintas molekulinės spindulių epitaksijos ant sidabro substrato. Pasak mokslininkų, graphene "santykinis" silicis turėtų prailginti "Moore'o" įstatymą, kuris ilgainiui apibūdina mikroelektroninių prietaisų miniaturizavimo procesą.

Neseniai grafenas, anglies atomų sluoksnis, tapo vienu iš "karšiausių" ir populiariausių fizinių tyrimų medžiagų. Ir tai nenuostabu, nes jis turi unikalias mechanines, termiškai laidines, elektrines ir net optines savybes. Tiesa, yra vienas reikšmingas, bet. Kai jie kalba apie praktinį grafeno panaudojimą, visų pirma jie nurodo tariamą jų naudojimą mikroelektronikoje (arba netgi "nanoelektronikos") – grafeno "mikroprocesoriaus" sukūrimą.Andrijus Geimas ir Konstantinas Novoselovas netgi paragino įgyvendinti tokį prietaisą – apie 20 metų. Tačiau šiuolaikinė mikroelektronika vis dar kuriama silicio pagrindu, o tai reiškia, kad nėra lengva pereiti prie anglies technologijos. Todėl nenuostabu, kad kai kurios mokslininkų grupės bando gauti tam tikrą grafono-silikeno analogą, kuris yra atominis silicio sluoksnis. Šiuo atveju būtų pageidautina, kad siliceno savybės labai nesiskirtų nuo grafeno.

2000 m. Žurnale Fizinė peržiūra B paskelbė straipsnį su abipusiu pavadinimu "Ab initio" hipotetinės medžiagos skaičiavimams: silicio nanovamzdeliai ("Hipotetinės medžiagos savybių preliminarūs skaičiavimai – silicio nanovamzdeliai"). Šio straipsnio autoriai, Brazilijos fizikai, ištyrė silicio viengyslių nanovamzdelių fizines savybes ir parodė, kad priklausomai nuo chiralumo (tai yra, kaip pasukti nanocaustą), jie gali eksponuoti metalines ir puslaidininkines savybes bei anglies nanovamzdelius. Tai buvo pirmasis bandymas ištirti, nors ir teoriškai, silicio struktūras, pavyzdžiui, anglies.

Koks yra nanovamzdelių ryšys su plokščiu silikenu? Faktas yra tas, kad teorija, naudojama nanokarelių savybėms apibūdinti, nėra svarbi,anglies arba silicio, gali būti lengvai naudojamas tuo atveju, kai šie vamzdeliai paverčiami plokštuma, atitinkamai pasisukę į grafeną arba siliceną. Todėl galima sakyti, kad mokslininkų iš Brazilijos darbas buvo pirmasis žingsnis siliceno gavimo link. Beje, silicio nanovamzdeliai jau buvo gauti ir palyginti seniai – 2005 m. (Žr. Straipsnius "Silicio nanovamzdelių ir silicio nanovamzdelių eksperimentinis vaizdavimas", paskutinis straipsnis yra viešai prieinamas čia PDF, 306 Kb).

Išsamus silicio (ir kitų silicio atominių struktūrų) charakteristikų tyrimas, dar kartą teorinis, 2007 m. Buvo atliktas straipsnyje "Elektroninė silicio pagrindu sukurtų nanostruktūrų struktūra. Šio straipsnio autorių išvada apie siliceną yra tokia: siliceno savybės yra beveik identiškos anglies "santykinio" grafeno savybėms. Pavyzdžiui, įkrovos laikikliai turi tą patį tiesinį dispersijos įstatymą – kristalų dalelių energijos spektrą. Tai reiškia, kad, pavyzdžiui, elektronai, esantys tam tikrose silicio struktūros kristalinės struktūros dalyse, elgiasi kaip dalelės, kurių masė nėra. Ši elgsena taip pat būdinga kitu daleliu – fotonu.Tiesa, kaip parodė skaičiavimai, tai yra vienas iš silicio ir grafeno skirtumų – bevielių elektronų judesio greitis silicyje yra mažesnis negu grafeno.

Taigi, jis liko mažas – gauti Silicenį. Ir atrodo, kad Marseilo tarpdisciplininio nanosudaros centro mokslininkų grupė, vadovaujama Christel Leandri, sugebėjo tai padaryti.

Silicinas buvo gautas molekulinės šviesos epitaksijos būdu ant sidabro pagrindo. Prieš spausdinant "Silicene Stripes" fizikoje yra vaizdų iš vieno silicio storio silicio juostelių, gautų naudojant skenavimo tunelinę mikroskopiją (1 pav.). Be to, autoriai išsamiai išdėsto išsamias fizikines ir chemines siliceno savybes. Viena iš jų yra silicino juostelių cheminis stabilumas, palyginti su grafeno. Visų pirma kalbame apie stiprią cheminę anglies atomų, veikiančių ant grafeno juostų kraštų, cheminę veiklą, o silicino kraštai šio reiškinio atžvilgiu yra daug mažesni. Apytiksliai kalbant, daug lengviau laikyti silicio dioksidą rankose, o ne sunaikinti jį nei grafenas.

Įdomu tai, kad savo darbe, paskelbtame archyve, mokslininkai nurodo savo nepaskelbtą iki šiol straipsnį, kuriame išsamiau nagrinėjamas silicenas.

Taigi, po silicio nanovamzdelių buvo gautas kitas struktūrinis silicio tipo silicinas. Straipsnio autoriai teigia, kad silikeno naudojimas mikroelektronikoje turėtų prailginti Moore'o įstatymą, pagal kurį saugojimo įrenginių talpa dvigubai mažėja kas dvejus metus, kai jų pastovus miniatiūrizavimas.

Šaltinis: A. Kara, C. Léandri, M. E. Dávila, P. de Padova, B. Ealet, H. Oughaddou, B. Aufray, G. Le Lay. Silicino juostelių fizika // preprint arXiv: 0811.2611 (2008 m. Lapkričio 17 d.).

Jurijus Yerinas


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: