Физики впервые получили непосредственное изображение небольших скоплений атомов благородного газа при комнатной температуре. Это достижение открывает захватывающие возможности для фундаментальных исследований в области физики конденсированного состояния и приложений в квантовых информационных технологиях.
Нанокластеры ксенона между двумя слоями графена с размерами от двух до десяти атомов. Изображение предоставлено: Мануэль Лэнгле.
«Мы исследовали использование ионного облучения для изменения свойств графена и других двумерных материалов, когда заметили нечто необычное: когда благородные газы используются для облучения, они могут оказаться в ловушке между двумя листами графена», — сказал профессор Венского университета. Доктор Яни Котакоски и его коллеги.
«Это происходит, когда ионы благородных газов достаточно быстры, чтобы пройти через первый, но не через второй слой графена».
«Оказавшись между слоями, благородные газы могут свободно перемещаться. Это потому, что они не образуют химических связей».
«Однако, чтобы разместить атомы благородного газа, графен изгибается, образуя крошечные карманы».
«Здесь два или более атома благородного газа могут встретиться и сформировать правильные, плотно упакованные, двумерные нанокластеры благородного газа».
Метод команды преодолевает проблему, связанную с тем, что благородные газы не образуют стабильных структур в экспериментальных условиях при температуре окружающей среды.
«Мы использовали сканирующую просвечивающую электронную микроскопию для наблюдения за этими кластерами, и они действительно увлекательны, и наблюдать за ними очень интересно», — сказал доктор Мануэль Лэнгле, физик из Венского университета.
«Они вращаются, прыгают, растут и уменьшаются, когда мы их представляем».
«Поместить атомы между слоями было самой сложной частью работы».
«Теперь, когда мы этого добились, у нас есть простая система для изучения фундаментальных процессов, связанных с ростом и поведением материала».
«Следующими шагами будет изучение свойств кластеров с различными благородными газами и того, как они ведут себя при низких и высоких температурах», — добавил доктор Котакоски.
«Благодаря использованию благородных газов в источниках света и лазерах эти новые структуры могут в будущем обеспечить применение, например, в квантовых информационных технологиях».
А бумага выводы были опубликованы на этой неделе в журнале Природные материалы.
_____
М. Длина и другие. Двумерные малоатомные кластеры благородных газов в графеновом сэндвиче. Ночь. Матер, опубликовано в Интернете 11 января 2024 г.; doi: 10.1038/s41563-023-01780-1
2024-01-11 23:47:53
1705201468
#Физики #получили #прямые #изображения #нанокластеров #благородных #газов #при #комнатной #температуре