Исследователи из Центра нанонауки в университете Ювяскюля, Финляндия, показали, что драматические изменения в электронных свойствах нанометровых кусков золота наблюдаются в четком диапазоне размеров.

Маленькие золотые нанокластеры могут использоваться, к примеру, в краткосрочном хранении энергии или электрического заряда в сфере молекулярной электроники.

Исследователям удалось получить новые данные, которые, среди прочего, окажутся важными в развитии биовизуализации и датчиков на основе металлоподобных кластеров.

Две недавние статьи ученых показывают, что электронные свойства для разных, но все еще весьма похожих золотых нанокластеров, могут существенно отличаться. Кластеры синтезируются химическими методами, включая стабилизирующий лигандный слой на их поверхности. Исследователи обнаружили, что меньшая группа с 102 атомами золота ведет себя как гигантская молекула, в то время как больший кластер, минимум с 144 атомами золота, ведет себя как кусок металла, хоть и в наномасштабе.

Отличное поведение этих двух золотых нанокластеров было показано в процессе облучения лазером раствора, содержащего кластеры, а также посредством мониторинга того, как энергия рассеивается из кластеров в окружающий раствор.

«Поведение молекул существенно отличается от поведения металлов», сообщил профессор Мика Петтерссон. „Дополнительная энергия света, поглощенная металлоподобными кластерами, передалась в окружающую среду чрезвычайно быстро, примерно за одну стобиллионную долю секунды, в то время как молекулоподобный кластер сделал то же самое как минимум в сто раз медленней. Кластер с 102 атомами золота — это гигантская молекула, демонстрирующая переходное магнитное состояние, а кластер с 144 атомами золота — это уже металл, мы это установили достоверно“.