Untuk pertama kalinya di dunia, perwakilan keluarga baru zat dua dimensi, tembaga oksida, secara eksperimental diperoleh. Dia telah menunjukkan kepada penciptanya beberapa sifat tidak biasa yang tidak hanya dapat memperluas bidang untuk percobaan dengan graphene, tetapi juga menetapkan arah baru dalam mikroelektronika. Sebuah artikel tentang pencapaian ilmuwan dari NUST "MISiS", FSISI TISNUM, IBChF RAS dan rekan-rekan asing mereka dari lembaga Jepang NIMS diterbitkan dalam jurnal resmi NanoScale. Anda bisa membacanya di
sini .
Sekelompok fisikawan internasional meramalkan dan secara eksperimental mengkonfirmasi keberadaan keluarga baru senyawa anorganik. Menurut kepala bagian teoretis dari pekerjaan itu, kepala proyek infrastruktur “Ilmu Materi Teori Struktur Nanostruktur”, seorang peneliti terkemuka di Laboratorium “Nanomaterial Anorganik” dari NUST “MISiS” Doktor Ilmu Fisika dan Matematika Pavel Borisovich Sorokin, kita berbicara tentang bahan dua dimensi pertama di dunia dengan kisi kristal persegi - oksida tembaga.
Pavel Sorokin (tengah) di Scopus Award Russia 2015Penciptaan bahan dua dimensi baru - bahan yang terdiri dari lapisan dengan ketebalan satu atom - adalah salah satu bidang ilmu material modern yang paling menjanjikan. Sejak diterimanya graphene pada tahun 2004, bahan dua dimensi pertama, para ilmuwan di seluruh dunia telah mengeksplorasi fitur-fiturnya, mencoba menggabungkannya dengan bahan lain untuk mendapatkan sifat-sifat baru.
Para peneliti melakukan sintesis keluarga zat baru dengan mempelajari berbagai sifat graphene. Oleh karena itu, pulau oksida tembaga dua dimensi terletak pada basis graphene. Menurut Dr. Sorokin, sintesis pada substrat graphene sejauh ini merupakan satu-satunya peluang nyata untuk mendapatkan bahan dua dimensi ini. Namun, mengingat perkembangan teknologi, batasan ini benar-benar dapat diatasi, ilmuwan menekankan.
Pada “Ceramah Natal” di NUST “MISiS” Dr. Sorokin memberikan ceramah “Ada banyak ruang di lantai bawah, dan ada banyak hal menarik di tempat ini. Berita dunia dua dimensi. "Tidak seperti graphene, yang dibentuk oleh "honeycomb" heksagonal, oksida tembaga dua dimensi memiliki kisi kristal persegi. "Sampai sekarang, para ilmuwan telah mampu mensintesis bahan hanya dengan kisi heksagonal - misalnya, berbagai turunan dari graphene atau boron nitrida," kata Dr. Sorokin. "Kisi logam kotak datar tidak stabil, tetapi kombinasi tembaga dan oksigen menstabilkannya."
Metode yang digunakan membuka peluang besar untuk sintesis kumpulan materi baru. " Bahkan, para ilmuwan berhasil "merakit sendiri" oksida tembaga dua dimensi ke graphene. Untuk membuat zat baru, para peneliti dari NIMS Institute (Jepang) mengendapkan atom tembaga dari fase gas pada graphene teroksidasi sebagian. Kemudian, pemanasan sistem menyebabkan fakta bahwa atom oksigen dan tembaga bergabung kembali menjadi struktur baru.
Semua fitur dari bahan baru belum dipelajari untuk waktu yang lama, tetapi sesuatu tentang sifat-sifat oksida tembaga dua dimensi dapat dikatakan sekarang. Salah satu sifat yang tidak biasa dari bahan baru yang diprediksi oleh fisikawan Rusia Pavel Sorokin dan Dmitry Kvashnin ternyata adalah antiferromagnetisme (magnetisasi rendah), yang tidak ditunjukkan oleh oksida tembaga biasa dalam kondisi apa pun.
Antiferromagnet adalah bahan yang sangat menjanjikan dari sudut pandang mikroelektronika. Untuk menulis satu bit informasi ke dalam antiferromagnet, hanya 12 atom dari permukaannya yang cukup, sementara teknologi yang ada menggunakan ratusan ribu atom untuk menulis satu bit.
Ada satu konsekuensi lagi dari percobaan baru. "Penemuan kami menunjukkan kemungkinan penggunaan baru graphene sebagai dasar untuk perakitan berbagai zat," kata Dr. Sorokin. - Selain itu, tidak hanya bahan individu yang independen, tetapi juga heterostruktur dua dimensi multilayer. Dalam percobaan yang disajikan pada graphene, struktur monolayer baru dibentuk, memiliki satu set sifat yang melekat hanya untuk itu, yang belum kita pelajari secara rinci. "
Informasi dari NUST "MISiS": Pavel Borisovich Sorokin, Doktor Ilmu Fisika dan Matematika. Kepala proyek infrastruktur "Theoretical Material Science of Nanostructures" di NUST "MISiS", seorang peneliti terkemuka di laboratorium "Inorganic Nanomaterials".
Minat penelitian: pemodelan atomistik, struktur nano, nanoteknologi, perhitungan kimia kuantum orde pertama, teori fungsional kerapatan, metode perhitungan empiris.
Penghargaan Klub Rusia Akademi Eropa (Academia Europaea) untuk ilmuwan muda di bidang fisika, Penghargaan Scopus Russia-2015. Lebih dari 60 publikasi di jurnal internasional, termasuk Fisika Alam, Komunikasi Alam, Nano Letters, ACS Nano, J. Phys. Chem Lett. dan lainnya.