Новые материалы на основе золотых нанокластеров могут изменить наноэлектронику.
Благодаря международному сотрудничеству в области исследований были разработаны четыре инновационных материала с электрической проводимостью и свойствами, подобными полупроводникам. Это открывает новые возможности для точного управления электронными свойствами.
Группы атомов золота, известные как золотые нанокластеры, могут вести себя как отдельные атомы. Когда эти кластеры объединяются в трёхмерный каркас с помощью ионов металлов, можно создавать новые материалы, свойства которых можно точно настроить для различных целей. Такие материалы известны как кластерные материалы на основе MOF (металл-органические каркасные материалы).
Недавнее сотрудничество между Похангским университетом науки и технологий (POSTECH, Южная Корея) и Центром нанонаук Университета Йювяскюля (Финляндия) привело к созданию четырёх новых кластерных материалов на основе золотых нанокластеров.
Исследовательская группа под руководством профессора вычислительной нанонауки Ханну Хяккинена из Университета Йювяскюля проанализировала свойства этих новых материалов с помощью вычислительных методов.
«Наше исследование показало, что уменьшение расстояния между кластерами повышает электрическую проводимость материала в целых 31 раз», — говорит профессор Хяккинен.
Исследование опубликовано в Journal of the American Chemical Society.
Расчёты на суперкомпьютере, основанные на теории функционала плотности, показали, что электронные свойства этих материалов имеют сходство со свойствами традиционных полупроводниковых материалов. Анализ также показал, что электронная структура иона металла, объединяющего кластеры, существенно влияет на электрическую проводимость материала.
«Свойства отдельных золотых кластеров хорошо известны и широко изучены», — говорит доктор Ханна Яаксё из Университета Йювяскюля.
«Когда кластеры объединяются в сети с помощью различных ионов металлов, можно создавать материалы и точно настраивать их электронные свойства. Поведение, подобное полупроводниковому, и регулируемая проводимость этих материалов открывают новые возможности в области наноэлектроники», — заключают исследователи.
Предоставлено Университетом Йювяскюля.