AILINCOM logo AILINCOM
Интеркристаллы: новый класс материалов будущего
Cursus

Cursus

May 23, 2025
Основная категория
Research and development · Biotechnology
Дополнительные
Ecology and environment · Green Technologies

Интеркристаллы: новый класс материалов будущего

Интеркристаллы: новый класс материалов будущего

Учёные Rutgers открыли интеркристаллы — материалы с уникальными электронными свойствами, способные революционизировать электронику, квантовые технологии и устойчивые решения.

CursusИнтеркристаллы: новый класс материалов будущего

Учёные из Университета Ратгерса (Rutgers University–New Brunswick) открыли новый класс материалов — так называемые «интеркристаллы», обладающие необычными электронными свойствами и способные привести к новым технологическим прорывам.

Интеркристаллы демонстрируют ранее неизвестное поведение электронов, что может позволить создавать более эффективные электронные устройства, совершить прорыв в квантовых вычислениях, а также разрабатывать экологичные материалы. Как сообщается в статье журнала Nature Materials, команда исследователей создала интеркристаллы, сложив два ультратонких слоя графена — листы атомов углерода, расположенных в шестиугольной решётке, — и слегка повернув их друг относительно друга на слое гексагонального нитрида бора. Это едва заметное несовпадение породило муаровые узоры, которые радикально изменили движение электронов в материале.

«Это открытие предлагает новый подход к созданию материалов», — говорит профессор Ева Андрей, ведущий автор исследования. «Интеркристаллы позволяют управлять электронными свойствами исключительно с помощью геометрии, без необходимости изменять химический состав.»

Освоив поведение электронов в интеркристаллах, учёные рассчитывают создавать совершенные транзисторы и датчики, используя более простые материалы и процессы. «Можно представить целую электронную схему, в которой каждая функция — переключение, сенсинг, передача сигнала — контролируется изменением геометрии на атомарном уровне», — отмечает соавтор исследования Джедидайя Пиксли.

Исследование основано на быстро развивающейся области «твиcтроники», где свойства материалов регулируются точным поворотом атомных слоёв для создания муаровых узоров. Андрей и её команда впервые показали значимость этого подхода для графена в 2009 году, положив начало новому направлению в науке о материалах.

Если обычные кристаллы обладают идеально повторяющейся атомной структурой и предсказуемыми свойствами, а квазикристаллы (открытые в 1982 году) имеют упорядоченную, но не повторяющуюся структуру, то интеркристаллы уникальны. Они сочетают в себе нерегулярные узоры квазикристаллов с некоторыми симметриями обычных кристаллов. «Открытие квазикристаллов бросило вызов существующим представлениям о порядке атомов», — объясняет Андрей. «Интеркристаллы идут ещё дальше, показывая, что можно создавать новые фазы материи, используя геометрическую фрустрацию на атомарном уровне.»

В Rutgers уверены: интеркристаллы могут стать основой для нового поколения энергоэффективной электроники, атомных датчиков и даже квантовых компьютеров. Кроме того, такие материалы можно создавать из доступных и нетоксичных элементов — углерода, бора и азота, что делает их более устойчивой альтернативой технологиям, зависящим от редкоземельных металлов.

«Это только начало», — говорит Пиксли. «Мы с нетерпением ждём, какие возможности эти материалы откроют для науки и технологий в будущем.»

В исследовании также участвовали Синьюань Лай, Гохонг Ли и Анджела Ко из Rutgers, а также учёные из Национального института материаловедения Японии.

0 —

Comments (0)

Hot

Qnap has announced new NAS devices for video production

Oct 2, 202610/2/26 · 0 reactions

Tesla opened credit lines worth $30 billion

Oct 2, 202610/2/26 · 0 reactions

Air travel is on the rise, but new regulations are making the market more complicated.

Oct 1, 202610/1/26 · 0 reactions
Recommended
Cloud Computing

Qnap has announced new NAS devices for video production

Qnap has introduced three new NAS systems designed for video production tasks, equipped with USB4 ports for high-speed data transfer. These devices support various connection modes and are intended for use with high-capacity hard drives and SSDs.

Financial Analysis

Tesla opened credit lines worth $30 billion

Tesla has opened credit lines totaling $30 billion to finance major investments amid declining profits and rising capital expenditures. The new agreement expands the company's financial flexibility as it faces increasing pressure on its business.

Transportation Logistics

Air travel is on the rise, but new regulations are making the market more complicated.

Air transportation is becoming an increasingly important part of logistics, especially amid the instability of sea shipping. However, new regulations for preparing air waybills are creating additional challenges and risks for market participants.