Шведские ученые обнаружили, что с помощью перекиси водорода можно изменять кромки двумерных материалов. Это открывает новые возможности для создания слоистых конструкций из них, сообщили исследователи на страницах Nature Communications.

Материалы, толщина которых равна всего одному атомному слою, называют двумерными. Самый известный из них — графен. Кромки таких материалов сильно отличаются от основной части, а разные их типы — друг от друга. Например, в дихалькогенидах переходных металлов они могут обладать магнитными и каталитическими свойствами. У таких металлов кромки существуют в двух разных вариантах, которые называются «зигзаг» (zigzag) и «кресло» (armchair). Расчеты показывают, что если зигзагообразные края металлические и ферромагнитные, то кромки с «креслами» — полупроводниковые и немагнитные. Такое различие их свойств подвело ученых к мысли, что некоторые химические вещества могут растворить «кресла», не повлияв на «зигзаги».

Сотрудники Технологического университета Чалмерса (Швеция) при участии российских коллег предложили использовать для этого обычную перекись водорода и метод анизотропного влажного травления. С их помощью можно получать из дихалькогенидов переходных металлов материалы с атомарно острыми краями и исключительно зигзагообразными окончаниями. Так можно будет создавать структуры на основе шестиугольников толщиной всего несколько нанометров с желаемыми свойствами.

«Дело было не только в том, что один тип кромок преобладал над другими, но и в том, что полученные кромки были чрезвычайно острыми — почти атомарно острыми. Это указывает на то, что “волшебный” химикат действует так называемым самоограничивающимся образом, удаляя нежелательный материал атом за атомом, что в конечном итоге приводит к краям на атомно-остром пределе. Полученные в результате узоры следовали кристаллографической ориентации исходного материала, создавая красивые, атомарно четкие гексагональные наноструктуры», — рассказал Баттулга Мунхбат с факультета физики Технологического университета Чалмерса, первый автор статьи.

«Это открывает новые и беспрецедентные возможности для материалов Ван-дер-Ваальса — слоистых двумерных материалов. Теперь мы можем объединить физику краев и 2D-физику в одном материале. Это чрезвычайно увлекательно», — прокомментировал Тимур Шегай, сотрудник факультета физики Технологического университета Чалмерса и руководитель исследовательского проекта.