Científicos de Rusia y Japón encontraron una forma de estabilizar materiales de óxido de cobre (CuO) bidimensionales mediante el uso de grafeno. Además de ser los principales candidatos para aplicaciones de espintrónica, estos materiales se pueden utilizar en las próximas computadoras cuánticas. Los resultados del estudio se publicaron en La Revista de Química Física C .

A la familia de materiales 2-D se ha unido recientemente una nueva clase, las monocapas de óxidos y carburos de metales de transición, que han sido objeto de una extensa investigación teórica y experimental. Estos nuevos materiales son de gran interés para los científicos debido a su estructura atómica rectangular inusual y sus propiedades químicas y físicas. y en particular, una celda de óxido de cobre rectangular 2-D única que no existe en forma cristalina (3-D), a diferencia de la mayoría de los materiales 2-D, ya sea conocido o descubierto últimamente, que tienen una red similar a la de sus homólogos cristalinos (3-D). El principal obstáculo para el uso práctico de las monocapas es su baja estabilidad.

Un grupo de científicos de MISiS, el Instituto de Física Bioquímica de RAS (IBCP), Skoltech, y el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón (NIMS) descubrieron materiales de óxido de cobre 2-D con una estructura cristalina inusual dentro de la matriz de grafeno de dos capas utilizando métodos experimentales.

"Descubrir que una monocapa de óxido de cobre de celosía rectangular puede ser estable en determinadas condiciones es tan importante como mostrar cómo la unión del óxido de cobre y un nanoporo de grafeno y la formación de un límite común pueden conducir a la creación de un pequeño cobre 2-D estable. racimo de óxido con una celosía rectangular. En contraste con la monocapa, La estabilidad del pequeño grupo de óxido de cobre es impulsada en gran medida por los efectos de borde (límites) que conducen a su distorsión y, después, destrucción de la estructura plana 2-D. Es más, demostramos que la unión de grafeno bicapa con cobre puro, que nunca existe en forma de cúmulo plano, hace que la capa de metal 2-D sea más estable, ", dice el científico investigador sénior de Skoltech, Alexander Kvashnin.

La preferencia de la celosía rectangular de óxido de cobre que se forma en un nanoporo bigrafeno fue confirmada por los cálculos realizados utilizando el algoritmo evolutivo USPEX desarrollado por el profesor de Skoltech y MIPT. Artem Oganov.

Los estudios de las propiedades físicas de los materiales bidimensionales estables indican que son buenos candidatos para las aplicaciones de la espintrónica.