Российские ученые впервые создали гексагональную соль

Хотя она не попадет на ваш обеденный стол, новое научное достижение может помочь во всем — от радарного оборудования до электромобилей: ученые смогли сформировать соль или хлорид натрия (NaCl), в шестиугольной форме.

Исследователи смогли получить тонкую пленку гексагональной соли, образующуюся поверх слоя алмаза, благодаря химическому взаимодействию, как пленки, так и алмазной подложки.

Это последнее из серии открытий, в которой ученым удалось синтезировать двумерные материалы с необычными кристаллическими структурами, и отчасти это ограничение двух измерений позволяет создавать новые и экзотические структуры.

«Изначально мы решили провести только компьютерное исследование формирования новых 2D структур на разных подложках, основываясь на гипотезе, что если подложка сильно взаимодействует с тонкой пленкой NaCl, можно ожидать существенных изменений в структуре тонкой пленки», говорит материаловед Ксения Тихомирова из Сколковского научно-технического института (Сколтех) в России.

«Действительно, мы получили очень интересные результаты и предсказали образование гексагональной пленки NaCl на алмазной подложке и решили провести эксперименты. Благодаря нашим коллегам, которые провели эксперименты, мы синтезировали гексагональный NaCl, что подтверждает нашу теорию».

Начнем с того, что Тихомирова и ее коллеги использовали специальный алгоритм под названием USPEX для прогнозирования низкоэнергетических кристаллических структур на основе химических элементов, использованных для их изготовления. Это, в свою очередь, привело к гипотезе о формировании структур NaCl поверх слоя алмаза.

Чтобы доказать правильность гипотезы, была проведена серия экспериментов под высоким давлением для создания слоя гексагонального NaCl, в среднем толщиной всего 6 нанометров — слоя, который был проверен с помощью рентгеновских и электронографических измерений.

 «Это показывает, что простое и распространенное соединение, хорошо изученное, скрывает много интересных явлений, особенно в наномасштабе», — говорит исследователь Александр Квашнин.

Где это может оказаться наиболее полезным, так это в алмазных транзисторах, которые могут быть использованы в различных электронных устройствах, включая электромобили и телекоммуникационные устройства.

Эти транзисторы в настоящее время полагаются на гексагональный нитрид бора, но гексагональный NaCl, вероятно, еще больше улучшит стабильность (и сделает их более подходящими для более широкого диапазона целей).

Впереди еще много исследований, не только по разработке гексагональных структур NaCl и основанных на них полевых транзисторов, но и по прогнозированию того, как экзотические структуры могут образовываться из других видов соединений.

Графен остается стандартным носителем двумерного материала, который может демонстрировать удивительные и полезные свойства, но, вероятно, еще много таких открытий еще впереди. По мере развития методов моделирования и анализа, гексагональная соль, вероятно, будет только началом.

Исследование опубликовано в журнале Physical Chemistry Letters.

Источники: Фото: (Jason Tuinstra/Unsplash)