중국 과학자들이 다이아몬드 표면을 긁을 만큼 강한 새로운 형태의 유리를 공개했습니다. 그러나 가장 놀라운 점은 새로운 재료가 비정질 유리의 반도체 특성을 유지했다는 것입니다. 이것은 극한의 온도와 압력을 견딜 수 있는 내구성이 매우 뛰어난 광전지 패널 및 전자 장치를 위한 길을 열어줍니다.
다이아몬드의 강도는 이상적인 결정 구조로 인해 알려져 있습니다. 유리는 질서정연한 구조가 없고 특별한 강도를 자랑할 수 없습니다. 중국 연구원들은 반도체의 특성을 유지하면서 유리에 특별한 강도를 부여하는 가열 및 압력 모드를 선택할 수 있었습니다.
새로운 고강도 유리는 일종의 축구공에 감긴 그래핀과 같은 풀러렌을 기반으로 합니다. 자체적으로 풀러렌은 기록적인 경도가 없지만 함께 소결되면 다이아몬드보다 강한 것으로 판명되었습니다. 압력 하에서 고온으로 일반 가열하는 과정에서 풀러렌이 녹고 출력은 반도체가 아닌 유전체인 일반 인공 다이아몬드입니다.
과학자들은 샘플을 각각 12시간 동안 가열 및 냉각하는 과정을 확장했으며 재료의 풀러렌을 손상되지 않은 상태로 유지하기 위해 온도 체계를 수년 동안 단계별로 선택했습니다. 25 GPa의 압력 하에서 1200 ° C로 가열했을 때 풀러렌은 재료에서 손상되지 않고 보존되었습니다. 새로운 재료의 이름은 AM-III입니다. 현미경으로 보면 그러한 물질은 결정 구조처럼 보이지만 더 확대하면 풀러렌이 무질서하게 축적된 것으로 보입니다. 이 조합은 다이아몬드보다 더 강하게 만들었습니다.
Vickers법으로 측정한 AM-III의 경도는 113GPa였다. 비교를 위해 천연 다이아몬드의 경도는 70~100GPa인 반면 강철은 9GPa에 불과합니다. 연구에 대한 기사가 National Science Review에 게재되었습니다. 이 작업은 스웨덴, 미국, 독일 및 러시아의 전문 전문가와의 상담 덕분에 나타났습니다.
또한 AM-III 물질은 기존의 비정질 실리콘과 유사한 1.5~2.2eV의 밴드갭을 갖는 반도체인 것으로 밝혀졌다. 이러한 전자적 및 기계적 특성의 조합은 AM-III를 광전 센서 및 태양 전지판에 대한 매력적인 솔루션으로 만듭니다. 마지막으로, 그러한 재료로 만들어진 마이크로 회로는 우주 및 항공에 유용한 무시무시한 작동 온도와 압력을 견딜 것입니다.
2021-08-10 15:26:51
작가: Vitalii Babkin