0
6620
Газета Интернет-версия

25.02.2020 18:39:00

В физике начался «золотой век»

Благородный металл раскрыл еще далеко не все свои свойства

Тэги: химия, физика, золото


химия, физика, золото Кластер-«гроздь» трехгранной формы (тетраэдр) из 20 атомов золота (справа реальное изображение). Иллюстрация Physorg

Физики университета в бельгийском г. Левен описали полученные ими пирамидальной формы кластеры-«грозди» из… 20 атомов золота. Успех был достигнут благодаря использованию плазменного пучка (cluster-beam deposition). С его помощью атомы благородного металла буквально снимали с поверхности его самородка. При этом полученные пирамиды были той же формы, что и четырехвершинник атома углерода со связями, направленными к вершинам его тетраэдра. Еще одним условием успеха стала подложка из молекул соли (NaCl) толщиной всего лишь в три атома.

Следует признать, что золото в последнее время преподносит ученым сюрприз за сюрпризом. Еще пару лет назад физики университета в японском г. Осака сообщали о получении пористого золота, которое может… окисляться (! ), то есть отдавать свои электроны. Через год они же описали в журнале Nature Communications визуализацию атомных изменений в губчатой структуре золота благодаря сверхбыстрым взаимодействиям электронов. Японцы опробовали, в частности, катализ ядовитого СО (угарный газ).

То есть японцы провели с помощью пористого золотого катализатора окисление угарного газа в безвредный диоксид углерода (СО2). Механизм этого процесса был неизвестен. Выяснилось, что добавление атома кислорода оказывается возможным за счет самоактивации кислорода наноповерхности золотого катализатора. Но для этого необходим легкий допинг – немного серебра. Немаловажно и то, что необходимые для возникновения активированного кислорода (О2) электроны получаются за счет туннельного эффекта при наложении напряжения. В результате и происходит локальное окисление золота.

3-13-3350.jpg
Активатором кислорода (красные шарики)
выступает примесь серебра (серые шарики).
Иллюстрация Physorg
Нечто подобное происходит и при использовании наночастиц меди, играющих роль антенны, с включениями одиночных атомов рутения (Ru). Такая комбинация применяется при получении синтетического газа (смесь водорода и угарного газа, сингаз) за счет энергии света. Сегодня легко горящий сингаз получают с помощью высоких температур, что крайне нежелательно для «перегретой» атмосферы Земли. Американские физики предложили использовать для получения сингаза два парниковых газа – углекислый газ СО2 и метан СН4. Можно только приветствовать предложение американцев, направленное на очистку атмосферы городов и окружающих их полей.

Физики Констанца и Мюнхена обратили внимание коллег своей публикацией в журнале Physical Review Letters, в которой рассказали о получении чрезвычайно коротких электронных импульсов специфичной формы. Сделано это было путем интерференции электронов с фотонами лазерного излучения микроволновой или терагерцевой частот (1012 герц). Этот эффект был использован, например, для визуализации сверхбыстрого перехода одиночного электрона между двумя золотыми электродами. Расстояние между электродами составило всего лишь 6 нанометров (6х10–9 м).

Сегодня скорость электронных переключателей кремниевых чипов не превышает пикосекунд (10–12 с). Это давно уже не удовлетворяет экспериментаторов. Совсем иное дело световые импульсы, колебания которых как минимум в тысячу, а то и миллион раз короче (то есть быстрее). Усилия, предпринятые в Констанце и университетах Люксембурга, Парижа и испанского Сан-Себастьяна, позволили создать переключатель на основе одиночного электрона, проскакивающего расстояние в 6 нанометров за фантастические 600 аттосекунд (6х10–16 с). Результатом такого электронного туннелирования могут стать быстродействующие оптоэлектронные переключатели, которые сделают компьютеры не только скорыми, но и производящими значительно меньшие количества тепла. А это, в свою очередь, позволит отказаться от вентиляторов и сделать электронные устройства толщиной чуть ли не с лист бумаги.


Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться

комментарии(0)


Вы можете оставить комментарии.


Комментарии отключены - материал старше 3 дней

Читайте также


Новая форма органической материи

Новая форма органической материи

Сабир Захидов

Нанотехнологии породили неизвестный до сих пор вид мутагенеза, и пока не ясно – угроза это или благо для человечества

0
3295
3 миллиона лет назад в центре Млечного Пути что-то рвануло

3 миллиона лет назад в центре Млечного Пути что-то рвануло

Иван Сапрыкин

Большое везение, что Солнечная система находится на задворках нашей галактики

0
2816
Новости науки. Фотон на привязи

Новости науки. Фотон на привязи

0
617
Черные дыры существовали уже в молодой Вселенной

Черные дыры существовали уже в молодой Вселенной

Александр Спирин

Через 250 миллионов лет после Большого взрыва могли образоваться первые сверхмассивные космические объекты

0
3252

Другие новости

Загрузка...