Des scientifiques de Russie et du Japon ont trouvé un moyen de stabiliser les matériaux d'oxyde de cuivre (CuO) bidimensionnel en utilisant du graphène. En plus d'être les principaux candidats pour les applications de spintronique, ces matériaux pourraient être utilisés dans les prochains ordinateurs quantiques. Les résultats de l'étude ont été publiés dans Le Journal de Chimie Physique C .

La famille des matériaux 2-D a récemment été rejointe par une nouvelle classe, les monocouches d'oxydes et de carbures de métaux de transition, qui ont fait l'objet de nombreuses recherches théoriques et expérimentales. Ces nouveaux matériaux sont d'un grand intérêt pour les scientifiques en raison de leur structure atomique rectangulaire inhabituelle et de leurs propriétés chimiques et physiques, et en particulier, une cellule d'oxyde de cuivre rectangulaire 2-D unique qui n'existe pas sous forme cristalline (3-D), contrairement à la plupart des matériaux 2D, qu'elles soient connues ou découvertes récemment, qui ont un réseau similaire à celui de leurs homologues cristallins (3-D). Le principal obstacle à l'utilisation pratique des monocouches est leur faible stabilité.

Un groupe de scientifiques de MISiS, l'Institut de Physique Biochimique de RAS (IBCP), Skoltech, et l'Institut national des sciences des matériaux du Japon (NIMS) a découvert des matériaux d'oxyde de cuivre 2D avec une structure cristalline inhabituelle à l'intérieur de la matrice de graphène à deux couches à l'aide de méthodes expérimentales.

« Découvrir qu'une monocouche d'oxyde de cuivre à réseau rectangulaire peut être stable dans des conditions données est aussi important que de montrer comment la liaison de l'oxyde de cuivre et d'un nanopore de graphène et la formation d'une frontière commune peuvent conduire à la création d'un petit cuivre 2-D stable. amas d'oxydes avec un réseau rectangulaire Contrairement à la monocouche, la stabilité du petit amas d'oxyde de cuivre est due dans une large mesure aux effets de bord (limites) qui conduisent à sa distorsion et, ensuite, destruction de la structure plane 2-D. De plus, nous avons démontré que la liaison du graphène bicouche avec du cuivre pur, qui n'existe jamais sous la forme d'un amas plat, rend la couche métallique 2-D plus stable, " déclare Alexander Kvashnin, chercheur principal chez Skoltech.

La préférabilité du réseau rectangulaire d'oxyde de cuivre se formant dans un nanopore de bigraphene a été confirmée par les calculs effectués à l'aide de l'algorithme évolutif USPEX développé par le professeur à Skoltech et MIPT, Artem Oganov.

Les études des propriétés physiques des matériaux 2-D stables indiquent qu'ils sont de bons candidats pour les applications de spintronique.