🔬 Ученые обнаружили, что полупроводник с гибкими химическими связями можно формировать в разнообразные структуры с помощью наноконтейнеров, не меняя его состав! Это открытие способно привести к созданию 💡 электронных устройств на основе всего одного элемента.
Полупроводники окружают нас повсюду 🌍 — от смартфонов до солнечных панелей. Их ключевое свойство — запрещенная зона, влияющая на проводимость. Обычно ее регулируют, разрывая химические связи или добавляя примеси (например, кремний + мышьяк = полупроводник p-типа). Но такие методы сложны и энергозатратны ⚡.
Команда из Университета Ноттингема, SuperSTEM, Ульмского университета (Германия) и BNNT LLC (США) использовала просвечивающую электронную микроскопию и нанотрубки как миниатюрные «пробирки» для изучения новых форм селена. Исследование опубликовано в журнале [Advanced Materials](https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202501821).
🗣️ Доктор Уилл Калл, автор работы:
«Селен — «старый» полупроводник, который применяли еще в первых солнечных элементах. Мы вдохнули в него новую жизнь, обнаружив уникальные наноструктуры, возникающие в условиях ограниченного пространства».
📏 При уменьшении диаметра нанопроволок из селена меняются углы связей между атомами. Изначальная спиральная структура распрямляется, превращаясь в ультратонкие проволоки толщиной в несколько атомов!
🎥 С помощью нанотрубок-«пробирок» ученые смогли в реальном времени наблюдать за превращением одной фазы селена в другую. Доктор Калл добавил:
«Мы буквально видели, как нанопроволока сжималась, словно зубная паста! Это позволило установить механизмы изменений с атомарной точностью».
⚡ Запрещенная зона определяет применимость полупроводников в транзисторах, солнечных батареях и катализаторах. Профессор Квентин Рамасс, руководитель SuperSTEM:
«Сканирующая микроскопия и спектроскопия показали, как диаметр проволок влияет на их запрещенную зону. Это ключ к точной настройке свойств!»
🌌 В отличие от углеродных нанотрубок, нитрид-борные нанотрубки прозрачны для электронной микроскопии, что упрощает изучение материалов внутри.
📈 Закон Мура требует уменьшения электронных компонентов. Профессор Андрей Хлобыстов:
«Селен сохраняет полезные электронные свойства даже на атомарном уровне. Квантовые эффекты компенсируются структурными искажениями, удерживая запрещенную зону в нужном диапазоне».
🚀 В будущем это позволит создавать устройства из одного элемента, варьируя диаметр нанопроволок для изменения свойств. Исследователи уже видят потенциал для гибкой электроники и энергетики!
Материал предоставлен [Университетом Ноттингема](http://www.nottingham.ac.uk/).
🔍 Больше о физике конденсированных сред: [Physics Forums](https://www.physicsforums.com/forums/atomic-and-condensed-matter.64/).