Создан многообещающий гибрид графена и нитрида бора

Специалисты из Райса (Rice University) вновь отличились разработкой необычного "устройства" на основе графена. В нынешнем исследовании им удалось не просто скрестить его с гексагональным нитридом бора (h-BN), но и научиться тонко регулировать проводимость смешанного материала.

Однослойный гибрид веществ на стеклянной подложке можно различить невооружённым глазом (фото Rice University/Ajayan Lab).

При помощи метода химического осаждения из пара (CVD) химики получили двухмерное "стёганое одеяло" из однослойных листов графена и h-BN. У этих веществ одинаковые структуры кристаллических решёток, а потому "сшить" их вместе довольно легко.

Гибрид же особенно интересен тем, что нитрид бора является изолятором, в то время как материал на основе углерода очень хорошо проводит электрический ток. Варьируя соотношение веществ, можно получить структуру со свойствами как металла, так и полупроводника или же изолятора. Новинка очень пригодится в микроэлектронике.

В своей статье, опубликованной в журнале Nature Materials, учёные отмечают, что они научились создавать нужное соотношение, "вплавляя" очаги гексагонального нитрида бора в общую "рамку" из графена. Однако им пока не удаётся распределить h-BN равномерно и уложить всю структуру в единую плоскость (углы поворота между слоями всё же расходятся). И однослойную структуру получить непросто – всё чаще оку химиков предстают двухслойные и трёхслойные листы.

"Нынешнее открытие предоставляет нам возможность развить целую область проектирования запрещённых зон в двумерных слоистых системах, — восхищается в пресс-релизе глава лаборатории Пуликель Аджаян (Pulickel Ajayan). – Фазовая диаграмма бора, углерода и азота исследована плохо и даёт материаловедам возможность как следует разгуляться". Уже сейчас существует возможность производить новый материал в промышленных масштабах. Многие лаборатории в состоянии синтезировать графеновые листы шириной в несколько сантиметров. Далее новую двумерную структуру можно будет резать на части, использовать литографию, в общем – создавать различные полезные устройства.