Каждый из двух слоев в этих структурах насыщен водородом, как и у обычных диаманов. Благодаря этому силадиаманы обладают стабильной трехмерной решеткой и относятся к квазидвумерным материалам. Работу по их моделированию провел старший научный сотрудник СПбГУ Руслан Кеворкянц, используя квантово-химические расчеты. Исследование опубликовано в журнале Next Materials.
По расчетам, силадиаманы выдерживают высокие температуры (до 400 K) и сохраняют форму. Это подтвердили тесты с молекулярной динамикой. Их прочность сопоставима с популярными 2D-материалами вроде MoS₂ и черного фосфора. Модуль Юнга и коэффициент Пуассона характерны для устойчивых и гибких материалов.
Структура стабильна и не склонна к самопроизвольному распаду — это критично для длительной работы чипов или покрытий в электронике.
Силадиаманы — полупроводники с косвенной зоной запрещенных переходов (диапазоны энергий, которые электроны в твердом теле не могут иметь) выше, чем у обычного кремния, это значит, что они могут эффективно работать с другими диапазонами сигналов. Визуальные и электронные свойства AA и AB-типов различаются, но оба варианта пригодны для создания микросхем, фотокатализаторов или солнечных элементов.
Энергия прямых переходов почти совпадает с косвенными, что расширяет спектр потенциальных применений — от оптоэлектроники до фотохимии.
Пока силадиаманы существуют только на экране компьютера — их еще не синтезировали. Но расчеты показывают, что технологии создания диаманов (например, химическое насыщение слоев) можно адаптировать и для кремниевых аналогов. Это упрощает путь от теории к практике.
Если удастся перейти к производству, силадиаманы могут стать основой для ультратонких и энергоэффективных чипов. Благодаря возможности модификации структуры, они также подойдут для гибридных систем.
Ранее мы сообщали, как математики придумали «умопомрачительный» метод определения простых чисел.