Вчені перетворили золото на напівпровідник: допоміг древній рецепт японських ковалів

Золото, відоме своєю винятковою провідністю та стійкістю в суворих умовах, завжди було важливим елементом у виробництві мікросхем та електроніки. Однак нещодавні прориви відкрили раніше невідомі можливості цього дорогоцінного металу, що підняло його привабливість на ще більшу висоту.

Завдяки ретельним хімічним процесам дослідникам вдалося виготовити стабільний, атомарно тонкий шар чистого золота, аналогічний графену, який отримав влучну назву "золотий".

Деталі відкриття

Це ключове відкриття стало результатом низки випадкових подій, переплетених з роками цілеспрямованих досліджень.

Спочатку досліджуючи такі матеріали, як карбід титан-кремній (Ti3SiC2), відомий своєю електропровідністю, вчені прагнули нанести на цю підкладку золотий контакт. Однак під впливом підвищених температур атоми золота несподівано замінили атоми кремнію в матеріалі, що стало початком трансформаційної подорожі.

Черпаючи натхнення у давніх японських ремеслах, зокрема, у застосуванні реактиву Мурокамі для витравлення складних візерунків на лезах, дослідники знайшли ключ до вдосконалення новознайденого матеріалу.

Ретельно відрегулювавши хімічні співвідношення і точно розрахувавши час процесу травлення в повній темряві, щоб запобігти утворенню небажаних сполук, вони домоглися повного розчинення титану і вуглецю, залишивши після себе незайманий, атомарно тонкий шар золота.

Сині крапки – атоми титану, чорні – вуглецю, жовті – золота / Фото Nature Synthesis 2024

Щоб запобігти скручуванню або злипанню тонкого шару золота, вчені додали до матеріалу поверхнево-активну речовину, що забезпечило його стабільність для майбутніх застосувань. Отриманий матеріал обіцяє зробити революцію не лише в електроніці, але й у різних галузях хімії та матеріалознавства, пропонуючи нову платформу для інновацій та досліджень.

Це відкриття підкреслює перетворюючу силу інтуїції та міждисциплінарної співпраці. Використовуючи унікальні властивості золота на атомному рівні, ми готові відкрити безліч можливостей у напівпровідникових технологіях,
– зазначив Шун Кашівайя, матеріалознавець з Університету Лінчепінга (LiU) у Швеції.