В статье, опубликованной в журнале Advanced Material Interfaces, ученые отмечают превосходную электропроводность ультратонких пленок золота толщиной всего лишь в единицы нанометров и предлагают использовать их для гибкой и прозрачной электроники.
Двумерные металлы делают вполне реальной перспективу создания метаматериалов, которые смогут воплотить в жизнь фантазии вроде мантии-невидимки Гарри Поттера.
Один из соавторов работы Алексей Арсенин подчеркивает большой потенциал их открытия:
«Мы ожидаем, что в области квазидвумерных металлов все только начинается. Еще вчера они были недоступны даже для ученых. Сегодня можно говорить о больших перспективах предложенной нами технологии для гибкой и прозрачной электроники. Хотелось бы завтра увидеть ее в производстве, и мы над этим работаем».
Первым появлением двумерных материалов стало открытие графена — материала, представляющего собой пластину графита толщиной в один атом углерода. За это в 2010 году выпускники МФТИ Андрей Гейм и Константин Новоселов получили Нобелевскую премию по физике. Чтобы отделить графен от графита, ученые использовали только скотч.
Сейчас известно уже более сотни двумерных материалов, обладающих разными свойствами, благодаря которым им находят применение в самых разных сферах от биомедицины до электроники и аэрокосмоса.
Однако существует задача получения двумерных слоев из неслоистых материалов. Например, двумерные слои золота, серебра или меди могли бы стать незаменимыми для гибкой и прозрачной электроники (складывающиеся дисплеи, электронная бумага, линзы со встроенной электроникой). До этого момента технологии получения таких ультратонких металлических пленок на произвольных поверхностях просто не было.
Проблема была в том, что металлы, в отличие от того же графита, не имеют слоевой структуры, что не позволяет получить одиночный слой атомов с помощью скотча, как сделали Гейм и Новоселов.
После первых неудачных попыток найти способ, который позволит отделить плоский слой золота, ученые решили использовать сульфид молибдена. В итоге исследователи получили пленки из золота, толщина которых составляла всего 3-4 нанометра. Ученые подчеркивают универсальность метода: на любую поверхность независимо от ее свойств можно нанести монослой дисульфида молибдена и получить ультратонкую и ультрагладкую пленку металла.
Один из авторов исследования Юрий Стебунов, подчеркнул, что процесс исследования квазидвумерных материалов требует серьезных человеческих и материальных ресурсов, поскольку это направление только развивается.
Ученые надеются, что их открытие будет использоваться не только для создания электроники, но и в других областях. Предполагается, что сверхтонкие металлы помогут нейрофизиологам создавать очень точные и миниатюрные наборы электродов, которые позволят соединить нервную систему человека с электронными устройствами.
