Химики из Китая получили гигантский кластер, крупнейший в своем роде, содержащий 60 атомов лантана и 76 атомов никеля.

Гигантский кластер может найти применение в качестве молекулярного магнита. (Рисунок из Chem. Commun., 2009, DOI: 10.1039/b822609a)

Четырехслойный кластер, представитель 3d-4f семейства кластеров, состоит из первого и третьего ряда переходных металлов. Уже синтезировано достаточное количество кластеров этого класса, некоторые из которых содержат более 100 атомов металлов, однако Жипин Жен (Zhiping Zheng) из Университета Сяньмынь уверяет, что его кластер с диаметром 31 ангстрем представляет собой самый крупный из кластеров, синтезированных к настоящему времени.

Исследователи из Группы Жена получили новый кластер, нагревая смесь нитратов лантана и никеля, иминдиуксусную кислоту и гидроксид натрия при 80 градусах Цельсия. Полученная в результате нагрева смесь была отделена от твердых примесей фильтрованием, упаривание растворителя из фильтрата позволило выделить синие кристаллы кластера.

Новый подход химии материалов использует кристалл кремния в качестве наноразмерной «струбцины», позволяющей зафиксировать другой кристалл в несвойственной для него форме – такой подход позволит разработать новый класс электронных приборов, способных «запоминать» свое состояние даже после прекращения подачи энергии.

Расположение атомов в тонкой пленке титаната стронция и монокристалл кремния, с помощью которого такое расположение было достигнуто. Если пленка достаточно тонка, атомы в титанате стронция могут быть ориентированы «по образу и подобию» атомов кремния подложки, в результате чего SrTiO₃ приобретает ферроэлектрические свойства. (Рисунок из Science, 2009; 324 (5925): 367)

Около двух лет назад Йозеф Войчик (Joseph Woicik) продемонстрировал на экспериментальном и теоретическом уровне, что при точном послойном нанесении титаната стронция на кремниевую подложку структура SrTiO₃ будет искажаться, приводя к образованию ферроэлектрика, способного служить материалом для быстрого и эффективного хранения информации. В новой работе демонстрируется возможность записи, хранения, считывания и удаление информации с пленки титаната стронция.

Исследователи из Великобритании получили первые полупроводниковые нанокристаллы, для которых при испускании света нехарактерно периодическое «моргание».

Это достижение, которое, как считают исследователи, является следствием лишь незначительного изменения состава материала, может дать толчок разработке нанокристаллов нового типа, которые могут найти применение, как в биомедицинской диагностике, так и для создания лазеров с низким порогом генерации.

Возбуждение и испускание небликующих полупроводниковых кристаллов. (Рисунок из Nature, 2009. DOI: 10.1038/nature08072)

Полупроводниковые наноматериалы весьма привлекательны, так как их оптические и электронные свойства находятся в сильной зависимости от их размера. Например, чтобы изменить излучаемый наночастицами цвет с синего не красный необходимо всего лишь увеличить в несколько раз размер частицы. Применение такого подхода невозможно для обычных полупроводников, как, например, арсенид галлия.

Тем не менее, с использованием нанокристаллов в качестве полупроводников также имеется ряд проблем, одна из которых заключается в том, что в процессе излучения света наноразмерные полупроводники периодически тускнеют или становятся ярче. Исследователи полагают, что такое поведение нанокристаллов связано с накоплением на них электрического заряда, причем этот заряд локализуется в местах дефектов кристаллической решетки. Заряд может поглощать энергию фотовозбужденных пар электрон-дырка, делая невозможным флуоресцентное испускание света.