Разработана технология получения нового материала "голден"

Исследователям из Линчёпингского университета (Швеция) удалось получить золотую пластину толщиной в один атом. Материал, получивший название "голден", имеющий уникальные свойства, может применяться во многих областях электроники.

Новый материал открыт совершенно случайно, когда исследователи применили старый метод травления металлов. Получение тонкой плёнки из атомов золота стало возможным при использовании древней японской техники — травления реагентом Мураками, позволяющим эффективно удалять углеродные отложения и изменять цвет стали.

Технологией травления металла достигается удаление части поверхностного слоя изделия с помощью химической реакции, иногда – с дополнительным воздействием электрического тока. В процессе травления используются агрессивные реагенты, растворяющие металл. Травитель Мураками включает красную кровяную соль - 10 г, азотную кислоту - 10 мл и воду - 88 мл, применяется для выявления микроструктуры кобальтовых наплавок типа ЦН-2.
"Когда вещество доводится до экстремально малой толщины, с ним происходят поистине удивительные трансформации, подобные тем, которые наблюдаются в случае с графеном. Это справедливо и для золота", — рассказывает Шун Кашивая, исследователь из отдела разработки материалов Линчёпингского университета.

В обычном состоянии золото представляет собой металл, но когда его толщина доходит до одного атома, оно начинает проявлять полупроводниковые свойства. Учёные получили голден, разместив золото между слоями титана и углерода на трёхмерной основе.

Во многом ключевую роль в процессе травления сыграла случайность. Изначально команда изучала способы применения титан-кремний-карбидной керамики — материала, который является электропроводящим и содержит тонкие пластины кремния, с целью покрытия керамической основы золотым слоем. Однако, когда конструкцию подвергли воздействию высоких температур, кремниевый слой внутри был замещён золотом.

Так был получен титан-золото-карбид, который учёные не могли правильно "расслоить" в течение нескольких лет, чтобы извлечь драгоценный металл.
Золото в двухмерном состоянии имеет две свободные связи. Как объясняют специалисты, это открывает широкие возможности для применения нового материала, в том числе в катализе, производстве водорода, очистке воды, коммуникациях и многом другом.

Исследователи Линчёпингского университета намерены выяснить, возможно ли создать аналогичные сверхтонкие материалы на основе других благородных металлов и изучить их дальнейшие перспективы.
Подробности исследования были опубликованы в научном журнале Nature Synthesis.

Использование экстремально тонкого золота в форме голдена может значительно уменьшить его количество, необходимое для современных технологических нужд. Исследователи считают, что их открытие предвещает новую эру в материаловедении.