Sciencemag.cz
Doporučujeme
Diaman (diamane) je 2D forma diamantu, respektive diamantový film. Zajímavou otázkou je už to, zda taková forma uhlíku vůbec může existovat. Diamant není jako grafit, složený z jen slabě vázaných 2D vrstev, ale tvrdost mu dodává právě 3D struktura.
Vědce i technology na jednu stranu diamantový film pochopitelně lákal, ale až dosud se ukazovalo, že diamant ve 2D prostě nebyl stabilní a přeuspořádal se na jinou formu uhlíku. Možným řešením byla chemická modifikace, např. pomocí fluoru nebo vodíku. Zkoušelo se to, navíc na různých substrátech, ale chemická změna měnila i vlastnosti výsledného materiálu.
Feng Ke and Bin Chen z Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research v Pekingu zkusili nyní dostat diaman z několikavrstvého grafenu, kdy odlupování jednotlivých vrstev (exfoliaci) doprovodili vysokým tlakem – ten se při přeměně jiných forem uhlíku na umělé diamanty používá obecně. Při „diamantizaci“ obvykle skokově vzroste elektrický odpor, respektive velikost zakázaného pásu materiálu, v důsledku změn hybridizace orbitalů atomů uhlíku z SP2 na SP3. Technicky u takto tenkých vrstev nebylo vůbec snadné studovat změnu elektrických vlastností, navíc v prostředí vysokého tlaku, ale podle studie publikované v Nano Letters se to nakonec podařilo. (Další parametry použité techniky: proces probíhal nikoliv za zvýšené, ale běžné teploty.) Podle studie by diaman (navíc tzv. h-diaman) mohl být syntetizován z třívrstvého grafenu při tlaku 20 GPa, ovšem stabilní bude opět jen za vysokého tlaku 1 GPa (asi 10 000 atmosfér). Nad touto hodnotou by měl být h-diaman energeticky výhodnějším uspořádáním než grafen ve 3 vrstvách.
Výsledky studie bude třeba ještě potvrdit, samotná syntéza diamantového filmu by ale byla bez ohledu na další aplikace pro vědu o materiálech jistě úspěchem.
Feng Ke et al, Synthesis of Atomically Thin Hexagonal Diamond with Compression, Nano Letters (2020). DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c01872
Zdroj: Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research / Phys.org
