Исследование, опубликованное в журнале Advanced Materials, рассказывает о создании нового двумерного гибридного материала — глафена. Международная команда под руководством ученых из Университета Райса (США) химически объединила графен — слой атомов углерода — и кварцевое стекло на основе кремния в единое стабильное соединение.
В отличие от традиционных «стеков» двумерных материалов, где слои лишь слабо взаимодействуют, в глафене электроны свободно движутся между слоями, формируя новые свойства, недоступные отдельным материалам. Для синтеза применили двухэтапный метод с жидким химическим прекурсором, содержащим углерод и кремний. Сначала вырастили графен, затем, под измененными условиями, слой кремния, используя высокотемпературный аппарат низкого давления, разработанный совместно с профессором из Индии.
Анализ материала с помощью спектроскопии Рамана, метода для изучения колебаний атомов, показал необычные сигналы, нехарактерные ни для графена, ни для кремния. Это указывает на новый уровень взаимодействия между слоями. Квантовое моделирование подтвердило, что электроны частично разделяются между графеном и кремнием, меняя структуру и превращая материал в уникальный полупроводник — комбинацию металла и изолятора.
Созданный глафен — не просто новый материал, а универсальная платформа для объединения разных классов двумерных материалов. Это может открыть новые возможности для электроники, фотоники и квантовых технологий.
Исследователи подчеркнули, что проект стал возможен благодаря международному сотрудничеству и сочетанию химии, физики и моделирования. Новый подход позволит разрабатывать материалы с уникальными свойствами, которых нет в природе. А пока ученые продолжают искать и создавать новые материалы с уникальными свойствами, другая команда из США сделала важное открытие в области двумерных соединений, объединив бор и медь в совершенно новую структуру. Об этом вы можете узнать подробнее в этой статье.