Среда 14 октября 2026 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
Читайте также
Странное глубоководное существо утратило зрение и стало жить в полной темноте Странное глубоководное существо утратило зрение и стало жить в полной темноте Новое исследование показало, что глубоководный стеклянный гребешок утратил значительную часть своего зрительного аппарата, развивая систему выживания, основанную на осязании, взаимодействии с бактериями и химической защите. Результаты исследования были опубликованы в…
Три супервулкана могут извергнуться и радикально изменить климат Земли Три супервулкана могут извергнуться и радикально изменить климат Земли Когда геологи оценивают масштабные планетарные супервулканы, в глобальных сетях мониторинга доминируют три вулканические системы: Таупо в Новой Зеландии, Йеллоустон в США и Флегрейские поля в Италии. Ни одно агентство мониторинга…
Разрушение звезды привело к неожиданному открытию блуждающей черной дыры  Разрушение звезды привело к неожиданному открытию блуждающей черной дыры  Сверхмассивные черные дыры располагаются в центре галактик, но не исключительно. В результате слияний и других космических взаимодействий некоторые сверхмассивные черные дыры могут оказаться в других местах. Неудачный случай позволил определить…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Остановка работы аэропортов Москвы и 902 украинских БПЛА. Последствия ночной атаки ВСУ на российские регионы Остановка работы аэропортов Москвы и 902 украинских БПЛА. Последствия ночной атаки ВСУ на российские регионы Средства ПВО уничтожили за ночь 902 украинских беспилотника над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. Попытка атаки вражеских дронов на Московский регион стала одной из крупнейших за два года, свидетельствуют…
Шуваев: за сутки в Белгородской области от атак ВСУ погиб человек, еще 13 были ранены Шуваев: за сутки в Белгородской области от атак ВСУ погиб человек, еще 13 были ранены Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области порядка 160 раз за прошедшие сутки. В результате погиб мирный житель, еще 13 человек, в том числе подросток, получили ранения, сообщил губернатор региона…
Поражена коммуникационная и энергоинфраструктура Украины. Главное об ударе ВС РФ по объектам на Украине Поражена коммуникационная и энергоинфраструктура Украины. Главное об ударе ВС РФ по объектам на Украине Российские войска в результате массированного удара поразили ночью используемые в интересах ВПК Украины объекты коммуникационной и энергетической инфраструктуры в Киеве, Киевской и Харьковской областях. Об этом сообщили в Минобороны РФ.…
Тема дня
Список «ударов» России по Британии дополнился неожиданным пунктом Список «ударов» России по Британии дополнился неожиданным пунктом

Премьер Британии Энди Бернем, взяв курс на возвращение в Евросоюз, обвинил Россию в том, что Лондон ...

Фото
Атмосфера планеты WASP-17b больше похожа на деформированное яйцо, чем на сферу Атмосфера планеты WASP-17b больше похожа на деформированное яйцо, чем на сферу

Астрономы применили новый метод картирования атмосферы необычной экзопланеты. WASP-17b — это горячий...

Опрос

Останется-ли Сербия дружественной России страной?

 

Анекдот дня

Финляндия ограничила доступ к полученным из России документам до 9999 года. А они таки оптимисты!

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.

Популярные новости
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)".