Результаты теоретических исследований позволяют группе Евы Зурек (Eva Zurek) заявлять, что при повышенных давлениях литий может способствовать переходу водорода в металлическое состояние и образованию систем, проявляющих сверхпроводимость при комнатной температуре.

При сжатии характер образующихся структур зависит от стехиометрического соотношения лития и водорода, соответственно могут реализоваться различные способы перехода водорода в металлическое состояние. (Li – зеленый; H – лиловый или белый). Рисунок из Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI: 10.1073/pnas.0908262106>

Попытки лабораторного получения чистого металлического водорода до настоящего времени не увенчались успехом, поскольку необходимое для этого давление (около 400 гигапаскалей) невозможно создать с помощью приложенных стационарных сил. Зурек с соавторами использовала компьютерное моделирование для определения энтальпий ряда комплексов типа LiH_n, которые, в соответствии с результатами расчетов, могут представлять собой устойчивые металлические материалы уже при давлении 100–165 ГПа.

ОРГАНИЗАТОРЫ ВЫСТАВКИ

ПРИ ПОДДЕРЖКЕ ГК «РОСНАНО»

ЭКСПОЗИЦИЯ ВЫСТАВКИ

ЦЕЛИ ВЫСТАВКИ

Специалисты из Университета Ратджерса (США) впервые зарегистрировали проявление дробного квантового эффекта Холла в однослойном графене.

Этот эффект наблюдается в сильном внешнем магнитном поле при низких температурах и том условии, что носители заряда будут передвигаться в одной плоскости (система станет «двумерной»). При определенном значении поля взаимодействие между электронами оказывается достаточным для формирования квазичастиц с дробным электрическим зарядом, который составляет некоторую часть заряда электрона.

Подвешенный графен, использованный в экспериментах. Типовая ширина образца — 1,5–3 мкм. (Иллюстрация из журнала Nature)

Дробный квантовый эффект Холла был открыт в 1982 году и с тех пор неоднократно регистрировался в различных полупроводниковых структурах. Однако все предыдущие попытки обнаружить его проявления в графене заканчивались неудачей. Некоторые ученые начали сомневаться в том, что подобные эксперименты когда-либо приведут к успеху: в графене, в отличие от традиционных материалов, электроны обладают нулевой эффективной массой, и это, как считали пессимисты, должно препятствовать образованию квазичастиц.

Макромолекулярные нанообъекты и полимерные нанокомпозиты (Московская область, г. Звенигород, пансионат "Союз" (Газпром).

Приглашаем Вас принять участие в работе Всероссийской школы-конференции для молодых ученых «Макромолекулярные нанообъекты и полимерные нанокомпозиты».

В 2008 году объем финансирования исследований и разработок в сфере нанотехнологий в мире составлял около 15 млрд долларов, из которых правительственные и корпоративные расходы соотносятся приблизительно 1:1. От страны к стране это соотношение различается. Так, в США правительственные и корпоративные расходы равны (суммарно около 5 млрд долларов), в Японии корпоративные расходы превышают правительственные в два раза (суммарно около 4 млрд долларов), а во Франции правительственные расходы превышают корпоративные в три раза. В России правительственные расходы превышают корпоративные в несколько раз.

В связи с ростом финансирования исследований и разработок на поле «нано» и возрастанием конкуренции за эти ресурсы для финансирующих организаций актуальным становится вопрос: что отнести к наносегменту проектов, предлагаемых для финансирования?

Изучение жидких кристаллов [liquid crystal (LC)] позволило исследователям из США приблизиться к созданию систем преобразования энергии нового поколения.

Рисунок из J. Mater. Chem., 2009, DOI: 10.1039/b911652d

Анталь Якли (Antal Jákli) из Университета Кента использовали флексоэлектрические свойства (flexoelectricity) жидких кристаллов для преобразования механической энергии в электрическую при их изгибании.

Существующие в настоящее время жидкие кристаллы с флексоэлектрическими свойствами – искаженные нематики [bent-core nematic (BCN)] обычно находятся в вязкотекучем состоянии, они недостаточно жестки и гибки для использования в устройствах по преобразованию энергии.

Исследователи из Массачусетского Технологического Университета (MIT) впервые наблюдали проявление ферромагнетизма для газовой фазы. Ферромагнетизм наблюдался для газа, состоящего из атомов лития, охлажденных до миллиардных частей Кельвина.

Описанный с точки зрения модели усредненного поля ферромагнитный фазовый переход при T = 0. (Рисунок из Science, 2009, 325, 1521)

Исследователи использовали нуклид ⁶Li, ядро которого состоит из трех протонов и трех нейтронов. Четное количество нуклонов обуславливает то, что ⁶Li представляет фермион– необычную частицу, спиновые свойства которой подобны свойствам электрона.

Десятилетиями ученые спорили по поводу принципиальной возможности существования жидкости или газа, состоящих из фермионов, и, соответственно, проявляющей ферромагитные свойства. Работающие в MITвпервые дали уверенный утвердительный ответ на этот вопрос.

Специалисты из Научно-исследовательского института компании Honda, Университета Пердью и Луисвиллского университета (все — США) научились настраивать параметры процесса выращивания нанотрубок таким образом, чтобы подавляющее большинство полученных структур обладало либо металлическими, либо полупроводящими свойствами.

Как известно, параметры однослойных нанотрубок во многом определяются тем, каким именно образом «сворачиваются» в ходе их формирования углеродные плоскости. Процесс выращивания нанотрубок проходит в вакуумной камере: расположенные внутри нее на подложке частицы железа нагревают приблизительно до 800 ˚C и пускают газ — метан. Со временем железо оказывается перенасыщено углеродом, высвобожденным из газа, и начинается формирование нанотрубок.

Исследователи из Японии вырастили сверхтонкие металлические провода внутри нанотрубок в надежде что результаты их работы (цепочка толщиной в один атом металла) сможет улучшить компоненты наноэлектронных приборов.

Металлические провода толщиной в один атом демонстрируют интересные электронные свойства, однако эти структуры отличаются высокой хрупкостью и легкостью к окислению, что, несомненно, осложняет их изучение. Рио Китаура (Ryo Kitaura) вместе с коллегами из Университета Нагойи попытались решить эту проблему, вырастив провода в оболочке, защищающих их нанотрубок. Новый подход позволяет изучать такие провода.

Полученное с помощью метода TEM изображение одноатомного европиевого провода внутри одностенной углеродной нанотрубки (сверху) и модель инкапсулированного провода

Китаура отмечает, что процесс выращивания нанотрубок с вложенными металлическими проводами очень прост. Исследователи помещали углеродные нанотрубки и порошок металла (как правило, сублимирующегося при сравнительно низкой температуре) в стеклянную ампулу и нагревали ее содержимое при температуре 500–600 градусов Цельсия.

Специалисты из Колумбийского университета (США) сконструировали наномеханический резонатор из подвешенного графена.

Резонансная частота колебаний подвешенной графеновой мембраны, собственная масса которой чрезвычайно мала, изменяется при попадании на нее частиц какого-либо вещества, что позволяет использовать такое устройство в качестве датчика массы. «Аналогичными свойствами обладают углеродные нанотрубки, однако у графена есть одно преимущество: форму двумерного «листа» можно изменять произвольно, — говорит ведущий автор работы Джеймс Хоун (James Hone). — Это позволяет нам контролировать характеристики резонаторов».

Схематическое изображение устройства (здесь и далее иллюстрации из журнала Nature Nanotechnology). 

Процесс создания резонаторов довольно прост: графен размещался на подложке из кремния и диоксида кремния, затем формировались металлические (золотые) электроды, в слое диоксида кремния вытравливался микроканал глубиной около 100 нм. На такую же глубину вытравливалась площадка под той частью электродов, которая контактировала с графеном (см. рис. выше).