Российские учёные открыли полупроводниковые соединения из рения, галлия и германия
Сотрудники химического факультета Московского государственного университета открыли новые интерметаллиды — соединения из рения, галлия и германия. Эти вещества обладают полупроводниковыми и термоэлектрическими свойствами и могут применяться в микроэлектронике. Обнародование своего открытия исследователи приурочили к 150-летию таблицы Менделеева, который предсказал существование трёх элементов, использованных для создания интерметаллидов.
Химики из Московского государственного университета обнаружили новые полупроводники из рения, галлия и германия. Эти соединения — интерметаллиды — могут применяться в микроэлектронике. Об этом сообщают издания Inorganic Chemistry и Chemical Communications. Исследование было поддержано Российским научным фондом.
Интерметаллидами учёные называют металлические соединения, кристаллическое строение которых не повторяет структур составляющих их металлов. Этим они отличаются от сплавов. Исследователей заинтересовало наличие в интерметаллидах совершенно разных свойств, которые позволяют им быть проводниками, изоляторами, сверхпроводниками, магнитами и даже веществами с памятью формы, такими как нитинол, состоящий из никеля и титана.
Особое внимание химиков привлекли интерметаллиды, обладающие полупроводниковыми и термоэлектрическими свойствами. Эти редкие соединения используются в основном для создания термоэлектрических устройств, способных преобразовывать тепловую энергию в электрическую, и наоборот.
Для синтеза таких соединений в рамках исследования были выбраны три металла и полуметалла: рений, галлий и германий. Существование этих элементов было предсказано Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Обнародование своего открытия с менделеевскими металлами исследователи приурочили к 150-летию таблицы Менделеева, которое отмечается в 2019 году.
«Сотрудники... под руководством профессора, доктора химических наук Андрея Шевелькова обнаружили ранее неисследованные интерметаллиды в системе рений-галлий-германий», — отметил и.о. декана химического факультета университета, член-корреспондент РАН Степан Калмыков.
Всего учёные обнаружили четыре интерметаллида, а двум из них — ReGaGe2 и ReGa0.4Ge0.6 — посвятили отдельные научные работы. Среди полученных соединений химики отметили один из необычных интерметаллидов, который оказался хрупким порошкообразным веществом с полупроводниковыми свойствами. Электронную структуру соединений специалисты изучали на суперкомпьютере МГУ.
«По результатам расчётов мы обнаружили сильную локализацию электронной плотности между определёнными атомами, что не типично для большинства интерметаллидов, в которых обычно электронная плотность равнораспределена между всеми атомами, как в металлах», — прокомментировал результаты работы один из авторов, аспирант МГУ Максим Лиханов.
Дальнейшие исследования учёных будут направлены на поиск родственных соединений на основе других переходных металлов — таких как молибден, вольфрам и тантал. Также в планах московских химиков исследование термоэлектрических свойств новых соединений в области высоких температур.