Открыта новая форма твердого углерода

Новые формы твердого углерода открыты исследователями Университета Северной Каролины. Открытие отличается от известных науке форм алмаза и графита. Кроме того, ученым удалось разработать технологию трансформации твердого углерода в структуры алмаза. Инновационное открытие получило название Q-углерод. Алмазные структуры из Q-углерода исследователи получили при стандартных условиях – комнатной температуре и обычном атмосферном давлении. «Нам удалось создать третью твердую форму углерода, - объясняет глава исследовательской группы Jay Narayan. – В естественных условиях подобная форма может встречаться только на других планетах. Мы даже не думали, что такое возможно». Q-углерод обладает необычными характеристиками, которые не встречаются у других твердых форм углерода. Один из них – это ферромагнетизм. Кроме того, Q-углерод обладает чрезвычайной твердостью (выше, чем у алмаза) и может светиться под воздействием низких уровней энергии. По словам исследователей, подобные качества делают Q-углерод весьма перспективной основой для разработки новых электронных технологий отображения. Также нова форма углерода может быть использована для производства монокристаллических алмазов. В процессе производства материала ученые нанесли на специальную подложку аморфный углерод, имеющий определенную кристаллическую структуру. В качестве материала для подложки может быть использовано стекло, сапфир либо полимер. После этого нанесенный аморфный углерод должен быть подвержен лазерному излучению, которое длится примерно 200 наносекунд. За это время температура углерода достигает 3727 °C. После быстрого охлаждения, которое проводится при обычном атмосферном давлении, исследователи получили пленку Q-углерода. Ученые также смогли добиться возможности регулировать толщину пленки – от 20 до 500 нм. Изменяя материал подложки и длительность лазерного облучения, исследователи влияют на скорость охлаждения, которая производит алмазные структуры Q-углерода. «Полученный алмазный материал имеет монокристаллическую структуру, которая прочнее поликристаллических объектов, - говорит Narayan. – Немаловажно, что для работы не требуются специальные условия, а используемый лазер применяется в офтальмологической хирургии. Благодаря этому процесс производства относительно недорогой».