Воскресенье 07 сентября 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Алмаз продолжает сиять: обнаружены новые свойства алмазных полупроводников


Алмаз продолжает сиять: обнаружены новые свойства алмазных полупроводников

Вторник, 14 Января 2025 14:46

Алмаз, часто прославляемый своей непревзойденной твердостью и прозрачностью, стал исключительным материалом для мощной электроники и квантовой оптики следующего поколения. Алмаз можно спроектировать таким образом, чтобы он был таким же электропроводным, как металл, путем введения примесей, таких как элемент бор.

 

Исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв и Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне обнаружили еще одно интересное свойство алмазов с добавлением бора, известных как алмазы, легированные бором.

 

Их выводы могут проложить путь для новых типов биомедицинских и квантовых оптических устройств — более быстрых, эффективных и способных обрабатывать информацию способами, которые классические технологии не могут. Результаты опубликованы в Nature Communications.

 

Исследователи обнаружили, что легированные бором алмазы демонстрируют плазмоны — волны электронов, которые движутся, когда на них попадает свет, — что позволяет контролировать и усиливать электрические поля в нанометровом масштабе. Это важно для современных биосенсоров, наноразмерных оптических устройств, а также для улучшения солнечных элементов и квантовых устройств.

 

Ранее было известно, что легированные бором алмазы проводят электричество и становятся сверхпроводниками, но не обладают плазмонными свойствами. В отличие от металлов или даже других легированных полупроводников, легированные бором алмазы остаются оптически прозрачными.

 

«Алмаз продолжает сиять, — сказал Джузеппе Странджи, профессор физики в Case Western Reserve, — и в буквальном смысле, и как маяк для научных и технологических инноваций. По мере того, как мы все дальше вступаем в эпоху квантовых вычислений и связи, такие открытия приближают нас к использованию всего потенциала материалов на самом фундаментальном уровне».

 

«Понимание того, как легирование влияет на оптический отклик полупроводников, таких как алмаз, меняет наше понимание этих материалов», — сказал Мохан Санкаран, профессор ядерной, плазменной и радиологической инженерии в Инженерном колледже Грейнджера в Иллинойсе.

 

Плазмонные материалы, которые влияют на свет в наномасштабе, очаровывали людей на протяжении столетий, даже до того, как были поняты их научные принципы. Яркие цвета в средневековых витражах являются результатом внедрения в стекло металлических наночастиц.

 

При прохождении света эти частицы генерируют плазмоны, которые производят определенные цвета. Золотые наночастицы кажутся рубиново-красными, а серебряные наночастицы — ярко-желтыми. Это древнее искусство подчеркивает взаимодействие света и материи, вдохновляя современные достижения в области нанотехнологий и оптики.

 

Алмазы, состоящие из прозрачных кристаллов элемента углерода, могут быть синтезированы с небольшим количеством бора, соседствующего с углеродом в периодической таблице. Бор содержит на один электрон меньше, чем углерод, что позволяет ему принимать электроны. Бор по сути открывает периодическую электронную «дырку» в материале, что приводит к увеличению способности материала проводить ток. Решетка легированного бором алмаза остается прозрачной, с голубым оттенком. (Знаменитый алмаз Хоупа имеет синий цвет, потому что он содержит небольшое количество бора).

 

Благодаря другим своим уникальным свойствам — а также химической инертности и биологической совместимости — легированный бором алмаз потенциально может использоваться в таких областях, где другие материалы не могут быть использованы, например, для медицинской визуализации или высокочувствительных биочипов или молекулярных датчиков.

 

Алмазы, синтезированные при низком давлении, были впервые получены в Case Western Reserve (тогда еще Case Institute of Technology) в 1968 году преподавателем Джоном Ангусом, который умер в 2023 году. Ангус также был первым, кто сообщил об электропроводности алмаза, легированного бором.

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
Землетрясения в Турции спровоцировали извержения в Азербайджане Землетрясения в Турции спровоцировали извержения в Азербайджане Мощные землетрясения порой провоцируют неожиданные геологические последствия в тысячах километров от эпицентра. Новое исследование отследило, как сейсмическое ЧП в Турции в 2023 году спровоцировало в Азербайджане извержения грязевых вулканов и…
Подводный аппарат обнаружил неизвестные гигантские кратеры на дне Тихого океана  Подводный аппарат обнаружил неизвестные гигантские кратеры на дне Тихого океана  Китайские исследователи обнаружили на дне Тихого океана гигантскую, ранее неизвестную гидротермальную систему, которая может пролить свет на происхождение жизни. Система Куньлунь, расположенная к северо-востоку от Папуа-Новой Гвинеи, состоит из 20…
NatCom: Найден способ похудеть без ограничений в питании NatCom: Найден способ похудеть без ограничений в питании Исследователями из Института биомедицинских исследований Барселоны обнаружен белок, ускоряющий расход энергии организма, препятствуя набору веса без связи с потреблением пищи. Работу опубликовали в журнале NatCom. Объектом исследования был белок нейритин-1,…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России и Азовским морем сбили 69 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России и Азовским морем сбили 69 украинских БПЛА Российские средства ПВО за ночь уничтожили и перехватили над регионами РФ и Азовским морем 69 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. "7 сентября с полуночи до 06:30 мск…
В Хабаровском крае при детонации взрывчатых веществ на горнодобывающем предприятии погибли три человека В Хабаровском крае при детонации взрывчатых веществ на горнодобывающем предприятии погибли три человека Детонация взрывчатых веществ произошла в штольне на горнодобывающем предприятии в Николаевском районе Хабаровского края 6 сентября. Погибли три человека. Об этом сообщили ТАСС в прокуратуре региона. "Погибли трое", - сказали…
В Киеве произошел пожар в здании правительства В Киеве произошел пожар в здании правительства Пожар произошел в здании кабинета министров в Киеве, тушение продолжается. Об этом сообщила премьер-министр Украины Юлия Свириденко в Facebook (запрещен в России, принадлежит корпорации Meta*, признанной в РФ экстремистской). Ранее…
Тема дня
Ближний Восток в ожидании: грядёт очередная фаза войны Израиля против Ирана Ближний Восток в ожидании: грядёт очередная фаза войны Израиля против Ирана

В Израиле окончательно признали, что прошедшая в июне с. г. при участии Пентагона 12-дневная война п...

Фото
Изменение климата спровоцировало европейские революции, изменившие ход истории Изменение климата спровоцировало европейские революции, изменившие ход истории

Что приводит к распаду обществ? Историки обычно указывают на политику, коррупцию и неравенство. Но н...

Опрос

Когда закончится СВО?

 

Анекдот дня

Если тебе когда-нибудь придет в голову мысль, что в твоем возрасте не подобает чего-либо делать, просто напомни себе, что ты никогда уже не будешь таким молодым, как сегодня.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".