Нов чудо материал приключва със самоубийство

Полупроводниковата промишленост възлагала големи надежди на новия материал силицен (той има много общо с известния графен).

Но учените от университета на Твенте (Нидерландия), които заснели образуването на силицен „в пряк ефир“, не оставили и камък надежда – силиценът се оказал истински самоубиец.

Новият материал е синтезиран за първи път през 2010 г. Както и графенът, той се състои от еднослоен филм атоми, подредени като клетки от пчелна пита (само че силициеви атоми, а не въглеродни).

Особените свойства на двата материала (здравина, гъвкавост, отлична електропроводимост) вдъхновили производителите на полупроводници. Неумолимите потребности от миниатюризация на компютърните микросхеми говорели, че пределът на намаляване на детайлите от силиций е все по-близо и по-близо.

Силиценът се оказал още „по-готин“ от графена: полупроводниковата промишленост е свикнала със силиция, а освен това в силицена по-лесно се организира т.нар. забранена зона, необходима за работата на транзисторите.

Холандските учени записали на видео процеса по образуване на силицен – те оставили изпарените силициеви атоми да се отлагат по сребърна повърхност – така се получавала чудесен едноатомен филм.

Дотук добре, но от определен момент нататък върху сформиращия се слой попадат нови атоми и започва образуването на силициеви кристали (кристалната структура се отличава от клетъчната). Така започва кристализация на веществото – необратим процес! И новообразуваният силиций, така да се каже, изяжда силицена.

Кристалната структура на силиция от енергийна гледна точка е по-благоприятна, отколкото клетъчната (силицена) и затова е по-стабилна. Учените не успели да покрият със силицен цялата повърхност на сребро (максимум 97%) и най-важното – да създадат многослоен филм.

С други думи, щом повърхността се покрие със силицен, материалът „приключва живота си със самоубийство“ и на негово място остава обикновен силиций. Дори ако се смени типът повърхност, не може да се очаква друг резултат, пишат учените: въздействието на субстрата върху образуването на втория слой силицен е пренебрежимо малко.

Изследването е представено в сп. Applied Physics Letters.