В Гонконге учёные разработали способ растягивания алмазов до огромных размеров для изменения их кристаллической структуры и получения новых качеств.
Алмаз — кристалл с большой твердостью: настоящие эластичные материалы могут растягиваться на сотни процентов, а алмаз — не более чем на 0,4 процента. Деформация может дать ему новые электрические и оптические свойства, поэтому ученые из Городского университета Гонконга решили растянуть его до более значимых величин. Об этом в… статье, опубликованной в журнале Science.
Для этого исследователи синтезировалиСтруктуры из алмазов, похожие на гантели, с широкими «захватами», соединенными узким мостиком длиной около 1000 нанометров и диаметром 300 нанометров. Прикладывая усилие вдоль оси мостика, исследователям удалось растянуть его до 9,7 процента от первоначальной длины, после чего материал восстановил форму. По мнению ученых, эта величина близка к теоретическому пределу упругой деформации алмаза.
Ученые также провели моделирование электрических и оптических свойств алмаза при растяжении с нуля до 12%. Показалось, что растяжение снижает… запрещеннуюИзменение энергетической зоны электронов в материале увеличивало его электропроводность. Максимальное значение наблюдалось при растяжении примерно на девять процентов.
Моделирование предсказывает появление совершенно новых свойств алмаза при ещё большем растяжении. Изменение кристаллической решетки приводит к тому, что непрямой переход электронов через запрещенную зону сменяется прямым. Такой переход может сопровождаться испусканием фотона, делая растянутые алмазы перспективным материалом в сфере оптоэлектроники. «Я уверен, что нас ждет новая эра алмазов», — резюмируетПрофессор Лю Янг, руководивший исследовательской группой.