| следующая статья ==>
В настоящее время хорошо известно, что в природе и в лабораториях
мира давно изучается метастабильная аллотропная фаза углерода, так
называемый линейно-цепочечный углерод. Впервые он был открыт в
России в 1960 г. учеными из Института элементоорганических
соединений Сладковым A.M. и Кудрявцевым Ю.П. После длительного
отжига в вакууме при температуре 1000 °С в продукте, содержавшем
99,9% углерода, было обнаружено наличие кристаллической фазы со
средними размерами кристаллов порядка 100 нм. Этот материал
обнаруживал наличие линейных цепочек углеродных атомов, и был
назван карбином. Полученный результат долго подвергался сомнению в
среде химиков, поскольку линейная цепочка углеродных атомов
неустойчива до 6...8 атомов, после чего она должна замыкаться на
близлежащие цепочки с образованием графитовых связей - сшивок
цепочек.
С использованием физических методов анализа электронной структуры
карбина (Оже-спектроскопия) было доказано, что он представляет
собой достаточно протяженные отрезки линейных цепочек углерода
(ЛЦУ), стабилизированных в районе развития неустойчивости сшивания
изгибами цепочек, либо присутствием постороннего атома. Тем не
менее, для этой структуры характерным оказалось наличие упомянутых
выше сшивок. Этот материал мог синтезироваться в виде ниток
(волокон), ваты, войлока, порошка.
В 1992г. был синтезирован пленочный кристалл, образованный
цепочками углеродных атомов, ориентированных нормально к подложке,
так называемый двумерно-упорядоченный углерод (ДУЛЦУ).
ДУЛЦУ представляет собой плотно упакованную гексагональную решетку
из линейных цепочек углерода, которые стабилизированы
чередующимися произвольно ориентированными изгибами, образующими
слои, расположенные на расстоянии от 2-х до 8 атомов углерода
(самосборка). Технология позволяет выращивать сплошные пленки, не
имеющие островковой структуры и полностью покрывающие подложку,
повторяя ее исходную топографию, начиная с толщин « 5 А. При этом
пленка по данным атомно-силовой микроскопии имеет атомно-гладкую
поверхность.
Важной особенностью структуры ДУ ЛЦУ является ее сильная
анизотропия, из которой вытекает и анизотропия ее
физико-химических свойств. На разрыв цепочки ЛЦУ имеют очень
высокую механическую прочность (выше, чем у нанотрубок), в
противоположном направлении пленка очень эластична и допускает
расстояние более, чем в 3 раза, без нарушения сплошности. Наличие
оборванных связей на концах цепочек приводит к ее необыкновенно
сильной адгезии к подложке, которая оказывается выше ее объемной
прочности. Это позволяет снижать коэффициент трения за счет
покрытия трущихся поверхностей пленками ДУ ЛЦУ.
Анизотропны и электрофизические свойства пленки, проводимость
которой вдоль цепочек и в поперечном направлении отличается на
шесть порядков. Вдоль цепочки движение электронов носит
баллистический характер, т.е. подобно движению электронов в
вакууме; в поперечном направлении пленка проявляет свойства
диэлектрика, а проводимость носит прыжковый характер. Это открывает
принципиально новые возможности в создании наноэлектронных
систем.
В силу слабой связи цепочек ЛЦУ, находящихся на значительном
расстоянии друг от друга, пленки ДУ ЛЦУ прозрачны для электронных
пучков, более того, они коллимируют и усиливают электронные пучки
(из-за взаимодействия с плазмонами).
Материалы, содержащие линейно-цепочечный углерод, в силу
отмеченных выше уникальных физико-химических свойств находят самое
широкое применение в различных областях практического применения от
наноэлектроники до медицины.
| следующая статья ==>
Линейно-цепочечный углерод. Синтез и анализ
80
0
2 минуты
Темы:
Понравилась работу? Лайкни ее и оставь свой комментарий!
Для автора это очень важно, это стимулирует его на новое творчество!