Ученые проследили рост и распад нанокристаллов

Международная группа ученых из России, Финляндии, Дании и Италии совершили настоящий прорыв в области нанотехнологий. Они исследовали рост и разложение нитевидных нанокристаллов (нанонитей или вискеров) и продемонстрировали, как происходит внедрение атомов в кристалл при его росте и их удаление при разложении.

Кристаллы окружают нас в повседневной жизни: от крупных драгоценных камней и металлов до крошечных снежинок и кремниевых чипов внутри наших смартфонов. Понимание процессов роста кристаллов значительно изменило нашу жизнь. Микропроцессоры, солнечные батареи, фотоэлементы и многое-многое другое стало возможными благодаря знаниям процессов, направляющих рост кристаллов.

Тем не менее, многие аспекты роста кристаллов все еще окутаны тайной. Несмотря на то, что основные процессы, определяющие рост кристаллов, уже известны, до настоящего времени было непонятно как ведут себя отдельные атомы на поверхности кристаллов. Понимать это крайне важно для создания новых материалов и контроля их роста.

Нанонити – это новый вид наноматериалов, перспективный для использования в высокоэффективной электронике. Они могут найти применение в химических и биологических сенсорах, солнечных батареях и лазерах. Кроме того, нитевидные нанокристаллы, являясь удлиненным кристаллом, идеально подходят для изучения роста кристаллов.

Международной группе ученых, в состав которой вошли исследователи из Сколтеха, удалось проследить за ростом и разложением нанонитей.

«Электронная микроскопия позволяет in situ изучать химические реакции и при этом не оказывать влияние на течение самой реакции. В ходе эксперимента удалось пронаблюдать 3 важных состояния кристалла: рост, переходный режим и разложение. Переходный режим, впервые идентифицированный в данном эксперименте, демонстрирует то, как происходит переход от роста к разложению и открывает новые возможности для работы с нанонитями. Понимание роста кристалла на атомарном уровне может оказаться полезным для осуществления контроля роста любых кристаллов». – рассказывает профессор Cколтеха Альберт Насибулин, один из авторов исследования.

Рост и разложение нанонити CuO при различных режимах, определяемых давлением кислорода при 400 °C.

Рост и разложение нанонити CuO при различных режимах, определяемых давлением кислорода при 400 °C.

Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Scientific Reports.

Rackauskas, S. D. Shandakov, H. Jiang, J. B. Wagner and A. G. Nasibulin. Direct observation of nanowire growth and decomposition Scientific Reports7, 12310 (2017). doi:10.1038/s41598-017-12381-9

Контакты:
Александр Золотарев,
пресс-секретарь Сколтеха
Тел.: +7 (495) 280 14 81 доб.32-62

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook0Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK