Самое тонкое стекло попало в Книгу рекордов Гиннеса

Электронная микрофотография с наложенным рисунком
Изображение: Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science

Группа исследователей из Австрии, Германии, США и Финляндии зарегистрировала в Книге рекордов Гиннеса самую тонкую в мире стеклянную пластину толщиной всего в три атомных слоя. Меньше, как следует из работы ученых, уже невозможно, так как атомная решетка стекла SiO2 не допускает складывания в плоский одноатомный слой. Подробное описание стекла приводится в статье для журнала Nano Letters, опубликованной в 2012 году, а краткое описание результата можно найти в сообщении Phys.Org на основе предоставленных Корнельским университетом материалов.

Ученые отмечают, что самое тонкое в мире стекло не было самоцелью экспериментов и получилось случайно во время опытов с графеновыми листками. Графен выращивали на подложке из кварцевого стекла, а на одном из образцов физики заметили какую-то странную «грязь», оказавшуюся на поверку тонким слоем стекла.

Исследование «грязи» показало, что она представляет даже больший интерес, чем выращенный графен сам по себе. Поскольку стеклянный слой имел минимально возможную толщину, его удалось просветить пучком электронов в просвечивающем электронном микроскопе и получить изображение отдельных атомов. Как утверждают ученые, до этого никому не удавалось напрямую сфотографировать атомную структуру стекла, а их работа позволила воочую увидеть предсказанные еще в 1932 году кольца из атомов кремния и кислорода.

На атомном уровне структура стекла оказалась, как и предсказывали ранее физики, отчасти похожа на кристаллическую решетку графена, на снимках отчетливо видны гексагональные соты. Однако в стекле, которое является аморфным телом, нет дальнего порядка: образованная межатомными связями решетка нерегулярна и в ней сочетаются ячейки разного размера. Проведенная исследователями электронная спектроскопия, измерение энергии пропущенных через образец электронов, также подтвердила то, что оставшийся на графеновой подложке слой обладает именно аморфной, а не кристаллической структурой, то есть действительно может быть назван стеклом.

Исследователи считают, что подобные сверхтонкие стекла на графеновой подложке могут применяться как минимум для анализа атомной структуры аморфных материалов, а как максимум — для создания электронных или оптических приборов нового поколения на основе двумерных структур.