При помощи квазидвумерных материалов можно сделать даже мантию-невидимку

Кремниевая подложка и монослой дисульфида молибдена, на который осаждается золото. Иллюстрация пресс-службы МФТИ

Исследователи из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ на примере золота продемонстрировали, как можно получить квазидвумерные материалы из не относящихся к классу двумерных. Между тем двумерные металлы приближают нас и к появлению нового класса оптических метаматериалов, уникальный потенциал которых в управлении светом поможет создать самые неожиданные технологии, например сделает реальностью мантию-невидимку Гарри Поттера. 

Все известные двумерные материалы принадлежат к классу слоистых кристаллов, для которых характерна слабая связь между слоями и сильная – внутри слоя. Отделить такой слой не так трудно, например, графен от графита отделили с помощью скотча. Однако есть много неслоистых материалов, и возникает задача получения двумерных слоев из этих материалов. Например, для различных приложений оптоэлектронике требуются прозрачные и проводящие электроды. Двумерные слои золота, серебра или меди могли бы стать незаменимыми для гибкой и прозрачной электроники (складывающиеся дисплеи, электронная бумага и одежда, линзы со встроенной электроникой и др.). Сверхтонкие металлические электроды способны стать технологической основой и для высокоэффективных нейроинтерфейсов, которые могут не только решить ряд медицинских проблем, но и приблизить нас к непосредственной интеграции нервной системы живых организмов с электронными устройствами.

Ученые из Московского физико-технического института начали свою работу с гипотезы о том, что двумерные металлы можно получить на поверхности других двумерных материалов. На кремниевую подложку со слоем диоксида кремния SiO2 и монослоем дисульфида молибдена MoS2 с помощью термического испарения в высоком вакууме осаждались тонкие слои золота с характерной для металлов электрической проводимостью на толщинах 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.

«Мы ожидаем, что в области квазидвумерных металлов все только начинается, – подчеркивает Алексей Арсенин, директор Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ. – 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».

По материалам пресс-службы МФТИ