Учени са успели да слеят диамант със сапфир. И със силиций, литий и няколко други материала.
Това трудно от химическа гледна точка постижение не е предназначено за бижута - вместо това то може да бъде част от следващото поколение квантови технологии.
Изследователите са публикували постижението си в Nature Communications.
Диамантът се състои от въглеродни атоми, подредени в изключително правилна кристална структура. Това го прави много твърд, много инертен и идеален за редица квантови и електронни приложения.
Но диамантът е и хомоепитаксиален - той расте само върху други диаманти. Това го прави много по-малко полезен.
"Диамантът е изолиран по отношение на материалните си свойства", обяснява водещият автор доцент Алекс Хай (Alex High), изследовател от Чикагския университет, САЩ.
Той е търсен в електрониката, защото има много високо електрическо съпротивление, но провежда много добре топлина. В същото време е популярен сред квантовите учени заради малките дефекти, наречени азотни вакантни центрове, които са идеални за разполагане на квантови системи.
"Но като платформа той всъщност е доста кошмарен", заявява Хай.
Хай и колегите му са намерили начин да свържат синтетичните диаманти с други материали.
"Ние правим повърхностна обработка на диаманта и носителите субстрати, която ги прави много привлекателни един за друг. И осигурявайки безупречна структура на повърхността, двете много плоски повърхности ще се свържат заедно", обяснява първият автор д-р Синхан Гуо (Xinghan Guo), наскоро завършил докторантура в Чикагския университет.
"Процесът на закаляване засилва връзката и я прави наистина здрава.
"Ето защо нашият диамант може да издържи на различни процеси на нанопроизводство. Това отличава нашия процес от простото поставяне на диамант върху друг материал".
Обработката включва превръщането на въглеродните атоми на повърхността на диаманта в леко хлабави, привлечени от други атоми, с които могат да се свържат.
"Може да си представите, че това е почти като лепкава повърхност, защото въглеродът иска да се прикрепи към нещо друго", обяснява съавторът Ейвъри Линдър (Avery Linder), студент по инженерство в Чикагския университет.
"И така, в общи линии това, което направихме, е да създадем лепкави повърхности и да ги съединим."
Резултатът е диамантена мембрана с дебелина едва 10 нанометра, прилежно свързана с друго вещество. Изследователите са я накарали да работи със силиций, стопен силициев диоксид, сапфир, термичен оксид и литиев ниобат.
"Тази нова техника има потенциала да повлияе значително на начините, по които правим квантово и дори телефонно или компютърно производство", посочва Линдер. Екипът е патентовал процеса и сега го предлага на пазара.
Справка: Guo, X., Xie, M., Addhya, A. et al. Direct-bonded diamond membranes for heterogeneous quantum and electronic technologies. Nat Commun 15, 8788 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53150-3
Източник: Diamond fused to sapphire might be the next big quantum thing, Сosmos magazine
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
швейк
Бабуините не се разпознават в огледало, но много други сухоземни и морски животни го правят
Chukan Kirilov
Вътрешното ядро на Земята неясно защо променя формата си
Chukan Kirilov
Океанската плоча между Арабската и Евразийската континентална плоча се откъсва
dolivo
Хидроксихлорохин: 17 хиляди излишни смъртни случая от COVID-19, свързани с употребата му