html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Химики впервые синтезировали полупроводящий нитрид титана


Venkata S. Bhadram et al./ Physical Review Materials, 2018

Американские химики впервые получили нитрид титана состава Ti3N4. Полученное соединение имеет кубическую симметрию и обладает полупроводниковыми свойствами. Получить его удается пока только при очень больших давлениях и температурах выше 2 тысяч градусов Цельсия, пишут ученые в Physical Review Materials.

Наиболее устойчивый нитрид титана имеет состав TiN и обладает кристаллической решеткой со структурой NaCl, в которой атомы титана и азота чередуются в узлах кубической сетки. Такое соединение (как и другие мононитриды элементов той же группы: гафния и циркония) известны своей твердостью, очень высокой температурой плавления и химической инертностью. Предполагалось, что, как гафний и цирконий, титан может образовывать с азотом бинарные соединения с другим стехиометрических составом, в котором на три атома титана приходится четыре атома азота, однако получить и описать такое вещество до настоящего времени не удавалось. Недавно химикам удалось синтезировать метастабильную фазу пернитрида титана TiN2, но все попытки синтезировать нитрид титана со стехиометрическим соотношением 3/4 до настоящего дня заканчивались неудачно.

Впервые получить нитрид титана состава Ti3N4 удалось американским ученым под руководством Тимоти Стробела (Timothy A. Strobel) из Института Карнеги в Вашингтоне. Для этого химики использовали ячейки с алмазными наковальнями с лазерным нагреванием. Давление, при котором происходило образование нужной фазы, составляло около 75 гигапаскалей (это в 750 тысяч больше атмосферного давления), а температура — около 2200 градусов Цельсия. Кристаллическая структура полученного соединения была подтверждена методами рентгено-структурного анализа и рамановской спектроскопии.

Кристаллическая структура полученного нитрида титана. Серыми шариками обозначены атомы титана, синими — атомы азота

Venkata S. Bhadram et al./ Physical Review Materials, 2018

Оказалось, что полученный кристалл имеет структуру типа тетрафосфида тритория Th3P4 c кубической симметрией, в которой атом азота находится в октаэдрическом окружении атомов титана, а титан в свою очередь окружен восемью атомами азота. Как и предполагалось, полученное вещество обладает полупроводниковыми свойствами. При этом ширина запрещенной зоны в нем оказалась больше, чем предполагалось по предварительным оценкам, и составила около 0,8 — 0,9 электронвольт.

При снижении давления полученная кристаллическая фаза довольно долго остается устойчивой. Однако при внешнем давлении около 5 гигапаскалей кристалл начинает разлагаться на азот и мононитрид титана. Все термодинамические и электронные свойства полученного вещества были также подтверждены теоретическими оценками с использованием теории функционала плотности. Расчеты показали, что при атмосферном давлении может быть устойчива другая фаза нитрида титана Ti3N4, которая тоже обладает полупроводниковыми свойствами, но имеет моноклинную симметрию.

По словам ученых, полученное соединение — первый пример нитрида титана с полупроводниковыми свойствами. За счет сочетания механических и электрических свойств такой материал может быть весьма перспективным для различных оптоэлектрических приложений, если удастся сделать его устойчивым при атмосферном давлении.

Многие материалы на основе нитридов элементов группы титана весьма интересны с точки зрения их механических и физических свойств. Так, по теоретическими оценкам соединению на основе нитрида гафния принадлежит принадлежит рекорд тугоплавкости. А нитрид титана состава TiN обладает еще и прекрасными адгезионными свойствами, что позволяет использовать его для увеличения адгезии клеток к пластинам, используемым в «заплатках» на сердце.

Александр Дубов

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции