Новости науки "Русского переплета" Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Подписаться на новости

АВТОРСКИЕ НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах" | "Terra & Comp" (Геология и компьютеры) | "Неизбежность странного микромира"| "Научно-популярное ревю"| "Биология и жизнь" | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"
Проект поддержан Международной Соросовской Программой образования в области точных наук.
Новости из мира науки и техники
The Best of Russian Science and Technology
Страницу курирует проф. В.М.Липунов
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

01.11.2017
18:34

Химики впервые измерили силу притяжения между слоями внутри слоистого кристалла

    С помощью эксперимента по растяжению слоистого кристалла смешанного селенида и теллурида галлия группе японских материаловедов впервые удалось померить силу взаимодействия между отдельными слоями. Полученные значения ученые приписывают силам Ван-дер-Ваальса, действующим между двумя поверхностями. Результаты исследования опубликованы в Journal of Applied Physics.

    Силы Ван-дер-Ваальса — межмолекулярные и межатомные силы, которые имеют электростатическую природу и возникают вследствие неравномерного распределения зарядов в незаряженных молекулах. Эти силы важны не только в случае отдельных молекул и атомов, но возникают и при взаимодействии молекул, находящихся на поверхностей любых двух объектов на достаточно близком расстоянии друг от друга. Особенно важно их учитывать при оценке взаимного влияния коллоидных частиц с большой удельной площадью поверхности.

    Отдельным интересным случаем является возможность подобного взаимодействия не между разными частицами, а внутри одного кристалла. Силы Ван-дер-Ваальса имеют нехимическую природу, и их энергия значительно меньше энергии химической связи. Поэтому свой вклад они вносят в тех случаях, когда химическая связь не образуется. Например, подобная ситуация возможна в кристаллах со слоистой структурой, где внутри слоев атомы связаны химическими связями, а друг к другу слои притягиваются за счет сил Ван-дер-Ваальса. Однако в таких структурах сила взаимодействия между слоями значительно больше традиционной силы Ван-дер-Ваальса, поэтому природа этого взаимодействия до сих пор вызывает споры, и многие ученые приписывают главную роль в этом взаимодействии эффекту Казимира. Экспериментально измерить силу связи между слоями в таких кристаллах и точно оценить вклад какого-то из этих эффектов до настоящего момента не удавалось.

    В своей новой работе химики из Японии впервые измерили силу притяжения между двумя слоями в полупроводниковом слоистом кристалле со структурой искаженного вюрцита. Для это они исследовали образцы кристалла селенида галлия, легированного теллуром (GaSe1-xTex) трех различных составов. Образцы кристаллов в эксперименте прикреплялись к поверхности столика сверхточного устройства по измерению сил и растягивались со скоростью 50 микрон в секунду. Механические изменения, связанные с расслоением, оценивались с помощью оптической микроскопии.

    Оказалось, что измеренная сила сильно зависит от содержания теллура теллура в кристалле. Так, для чистого селенида галлия сила составила 0,023 меганьютонов на квадратный метр, а при увеличении доли теллура в составе возрастала до 0,16 меганьютонов на квадратный метр для GaSe0,89Te0,11 — состава с максимальным возможным содержанием теллура без нарушения однофазности.

    По словам ученых, основной вклад в измеренную силу вносит сила Ван-дер-Ваальса, а отличия связаны с различной поляризацией атомов разных элементов. Однако, поскольку точные константы для Вандерваальсового взаимодействия внутри такого кристалла неизвестны, то возможны только сравнительные оценки. По теоретическим оценкам, изменение поляризации должно было привести к увеличению силы на 40 процентов, в то время как в эксперименте сила возросла примерно в 7 раз. Авторы работы связывают такое несоответствие с дополнительным вкладом ковалентных и ионных связей, но для того, чтобы однозначного отнести полученные данные именно к Вандерваальсовым силам, необходимо провести дополнительные измерения, в частности зависимость силы от расстояния.

    Тем не менее, сами измеренные величины могут стать крайне полезными для определения свойств слоистых кристаллов и предсказания возможных составов в качестве наиболее эффективных источников терагерцового излучения или элементов спинтронных устройств.

    В прошлом году ученым из Швейцарии впервые удалось измерить силу Ван-дер-Ваальса между атомами инертного газа, однако в случае инертных газов на эксперимент дополнительно не влияют другие типы взаимодействий, поэтому можно проще отнести полученные данные к нужному типу взаимодействий.

    По информации https://nplus1.ru/news/2017/11/01/van-der-waals-layers

    Обозрение "Terra & Comp".

Помощь корреспонденту
Кнопка куратора
Добавить новость
Добавить новости
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100