Știință 06.10.2020 14:19 Foto: AZI+

transformat

Fizicienii au transformat diamantul în metal

Oamenii de știință din Rusia și Statele Unite au demonstrat că nanoneurile de diamant se transformă dintr-un izolator electric într-un conductor metalic atunci când sunt deformate, păstrând în același timp toate celelalte proprietăți. Această descoperire va duce la noi aplicații tehnologice pentru cel mai dur material din natură. Rezultatele cercetării sunt publicate în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Pur și simplu îndoirea nanoneurilor de diamant poate transforma reversibil un diamant dintr-un izolator electric într-un fir metalic la temperatura camerei. Când tensiunea este restabilită, materialul revine la starea inițială.

Potrivit oamenilor de știință, acest lucru va permite în viitor să creeze o metodă de reglare controlată a proprietăților conductive - de la izolarea prin semiconductori la cea extrem de conductivă sau metalică, fără a compromite calitatea materialului diamantat.

Cu ajutorul modelării computerizate s-a stabilit că, cu o anumită geometrie a nanoneurilor monocristale, chiar și simpla îndoire a acestora poate metaliza efectiv diamantul la deformări sub nivelurile de distrugere sau destabilizare a structurii atomice sau de tranziție de fază la grafit.

Ideea deformării unui material semiconductor precum siliciu pentru a-și îmbunătăți performanța a fost utilizată în industria microelectronică de mai bine de 20 de ani. Cu toate acestea, în cazul siliciului, este o deformare de ordinul 1%.

Autorii studiului au făcut un pas înainte - au arătat că este posibil să se modifice în mod semnificativ proprietățile electrice, optice, termice și de altă natură ale materialelor suferind o deformare mecanică suficient de mare pentru a schimba dispunerea geometrică a atomilor din cristal materialului, dar fără a deranja rețeaua cristalină în sine. Mai exact, au reușit să îndoaie și să desfacă în mod repetat nanoneferele de diamant până la zece la sută deformare la temperatura camerei fără a se rupe.

Potrivit autorilor, capacitatea de a controla conductivitatea electrică a unui diamant fără a-și schimba compoziția chimică și stabilitatea rețelei oferă o flexibilitate fără precedent pentru a dezvolta multe dispozitive electronice fundamental noi și aplicații ale senzorilor cuantici, precum celule solare în bandă largă, LED-uri cu randament ridicat și cuantice senzori./BGNES