Селенид индия - новый материал из разряда "удивительных" двухмерных материалов - «Наука и технологии»

Манчестерский университет в Великобритании является одним из ведущих в мире научных учреждений, в стенах которого проводятся исследования графена и других двухмерных материалов. Мало того, что в этом университете работают Андрей Гейм и Константин Новоселов, ученые, ставшие в 2010 году Лауреатами Нобелевской премии в области физики за открытие графена, сейчас в окрестностях университетского городка производится строительство специализированной экспериментальной установки, стоимостью в 71 миллион долларов. По завершению строительства эта установка поступит в распоряжение недавно организованного Национального института исследований графена (National Graphene Institute, NGI).

Помимо графена манчестерские ученые занимаются исследованиями ряда других двухмерных материалов. И одним из последних объектов их исследований стал селенид индия (InSe), который является весьма перспективным материалом для его использования в сверхтонкой и сверхбыстродействующей электронике. "Сверхтонкий селенид индия является своего рода "золотой серединой" между кремнием и графеном" - рассказывает Андрей Гейм, - "Подобно графену этот материал имеет очень тонкую структуру, толщина которой измеряется нанометрами. И он является замечательным полупроводником, подобно кремнию".

Полупроводниковые свойства являются "ахиллесовой пятой" графена. У этого материала отсутствует так называемая естественная запрещенная зона, что значительно уменьшает полезность материала, несмотря на высокую подвижность электронов в его среде. Вид селенида индия, созданный в лаборатории Манчестерского университета, имеет достаточно широкую запрещенную зону, что позволяет избежать использования дополнительных уловок, отрицательно сказывающихся на подвижности электронов, как в случае графена.

Исследования, проведенные учеными, показали, что селенид индия при комнатной температуре обладает подвижностью электронов, равной 2000 см^2/(В*с), что существенно превышает аналогичный показатель кремния и превышает показатели некоторых материалов-халькогенидов. А ширина запрещенной зоны у селенида индия составляет 0.5 электронвольта.

Но, в случае с селенидом индия присутствует одно большое "НО". Как ни старались исследователи обеспечить надлежащие условия окружающей среды для синтеза селенида индия, им не удалось полностью избавиться от разрушающего действия кислорода и водяных паров. Проблема была решена в большей степени путем проведения процедуры синтеза в атмосфере аргона. Это, в свою очередь, обуславливает некоторые трудности в случае разработки технологий массового производства нового материала.

И в любом случае, появление на арене селенида индия вовсе не означает, что графену "дали пинка под зад". В настоящее время уже разработаны технологии производства больших листов графена, на исследование свойств этого материала и областей его применения было потрачено больше десятилетия работы различных научных групп. И бросать это все "коту под хвост" никто не собирается, тем более, что графен может быть использован для получения селенида индия в промышленных масштабах.