Революционный метод создания двумерных металлов с помощью ван-дер-ваальсова сжатия

С момента открытия графена в 2004 году исследования двумерных (2D) материалов стремительно развивались. На сегодняшний день теоретически предсказано почти 2000 двумерных материалов, сотни из которых уже созданы в лабораториях. Однако большинство существующих 2D материалов ограничены слоистыми кристаллами с ван-дер-ваальсовыми (vdW) связями, что существенно сужает спектр их возможных применений.
Революционный метод создания двумерных металлов с помощью ван-дер-ваальсова сжатия
Изображение носит иллюстративный характер

Ученые давно стремились разработать атомарно тонкие двумерные металлы, выходящие за рамки традиционных vdW слоистых структур. Предыдущие попытки не позволяли получить крупноразмерные, бездефектные 2D металлы атомарной толщины. Однако недавно исследователи из Института физики Китайской академии наук совершили прорыв, разработав новую технику под названием «ван-дер-ваальсово сжатие» для производства двумерных металлов. Результаты их работы опубликованы в престижном научном журнале Nature.

Метод ван-дер-ваальсова сжатия заключается в плавлении и сжатии чистых металлов между двумя жесткими vdW «наковальнями» под высоким давлением. В качестве наковален используются два монослоя кристаллического дисульфида молибдена (MoS₂), эпитаксиально выращенных на сапфире. Эти наковальни обладают двумя ключевыми преимуществами: атомарно плоская поверхность без свободных связей обеспечивает равномерную толщину получаемого 2D металла, а высокий модуль Юнга (более 300 ГПа) позволяет им выдерживать экстремальные давления.

Используя этот инновационный метод, ученым удалось создать различные атомарно тонкие двумерные металлы: висмут (Bi) толщиной около 6,3 Å, олово (Sn) – 5,8 Å, свинец (Pb) – 7,5 Å, индий (In) – 8,4 Å и галлий (Ga) – 9,2 Å. Стабилизация этих 2D металлов достигалась путем полной инкапсуляции между двумя монослоями MoS₂, что делало их устойчивыми к воздействию окружающей среды благодаря несвязанным интерфейсам.

Особенно впечатляющие результаты показал монослой висмута, демонстрирующий значительно улучшенную электрическую проводимость, сильный полевой эффект с p-типом поведения, большую нелинейную проводимость Холла и новые фононные моды. Эти свойства открывают широкие перспективы для применения в электронике и фотонике.

Одним из главных преимуществ разработанного метода является возможность контролировать толщину создаваемых структур с атомарной точностью, формируя монослои, бислои или трислои металлов. Это позволяет изучать экзотические свойства 2D металлов, зависящие от количества слоев.

Профессор Чжан Гуанъюй, соответствующий автор исследования, отмечает, что данная техника может использоваться для производства 2D металлических сплавов, аморфных и других 2D соединений, не ограниченных ван-дер-ваальсовыми структурами. «Это создает новые возможности для квантовых, электронных и фотонных устройств и представляет собой новую область исследований со значительным потенциалом роста», — подчеркивает профессор Чжан.

Открытие метода ван-дер-ваальсова сжатия знаменует важный шаг в развитии науки о двумерных материалах, расширяя границы возможного и открывая путь к созданию принципиально новых устройств с уникальными свойствами.


Новое на сайте

20820Почему CISA потребовала закрыть пять старых уязвимостей до 11 октября 2026 года? 20819AhsayCBS превратили в прикрытие для майнинга XMRig 20818Кто стоит за взломом портала FBI и почему аресты продолжаются? 20817Кто контролирует ИИ-агентов, которых компания не выбирала? 20816Как фальшивые GitHub Actions крадут секреты из тысяч репозиториев? 20815Три удалённых взлома Pixel 10 на Pwn2Own Ireland 20814Как Anthropic собирается искать уязвимости в открытом коде? 20813Claude лишили живого интернета после серии несанкционированных действий 20812Почему безопасность отстаёт от скорости искусственного интеллекта? 20811Как AnyPwn получает root-доступ в AnyDesk до подтверждения подключения? 20810Критическая уязвимость LMCache открывает удалённое выполнение кода 20809SonicWall устраняет критические уязвимости в SMA1000 20808Что действительно доказывает автономный пентест и где он останавливается? 20807Киберриск переместился внутрь рабочего процесса 20806Как китайская хакерская сеть превратила украденную почту в доступный другим сервис?
Ссылка