Ученые из Красноярска и Новосибирска вместе с немецкими коллегами получили гибридный материал из углеродных нанотрубок и микроскопических алмазов. Его отличительной особенностью является способность к люминисценции: кристалл алмаза на кончике нанотрубки светится при пропускании электрического тока.

Статья с подробным описанием нового материала опубликована в журнале Scientific Reports. Ученые из Института неорганической химии имени Николаева в Новосибирске, Новосибирского государственного университета, Института биофизики в Красноярске и Дрезденского технологического университета исследовали полученные в лаборатории ИНХ образцы несколькими разными способами. Нанотрубки с алмазами сфотографировали при помощи сначала оптического, а потом и электронного микроскопов, просветили рентгеновскими лучами и сняли спектры как в инфракрасном, так и в рентгеновском диапазоне.

Это позволило во всех деталях определить структуру материала. На подложке из кремния ученые вырастили плотный «лес» из нанотрубок, которые сверху оказались покрыты россыпью алмазных кристаллов. Эти кристаллы столь малы (несколько нанометров), что их не видно даже в самый мощный оптический микроскоп, но зато они существенно повлияли на свойства материала в целом. В частности, нанотрубочно-алмазный композит продемонстрировал способность светиться при использовании в качестве катода.

Катод — это отрицательный электрод, подключенный к источнику тока (а анод, соответственно, положительный). Ученые поместили свой материал в вакуумную камеру напротив стекла с прозрачным электродом и подали электрическое напряжение, которое заставило электроны покидать поверхность материала и двигаться в сторону анода. В таком экспериментальном устройстве новый материал стал испускать сначала голубой, а потом, когда исследователи повысили напряжение, и красный свет.

Ученые из Красноярска и Новосибирска вместе с немецкими коллегами получили гибридный материал из углеродных нанотрубок и микроскопических алмазов. Его отличительной особенностью является способность к люминисценции: кристалл алмаза на кончике нанотрубки светится при пропускании электрического тока.

По словам ученых, нанотрубки или наноалмазы по отдельности уже не столь интересны, так как они достаточно хорошо изучены. А вот в сочетании друг с другом они дают совершенно новый материал с новыми свойствами. Как пояснила изданию «Теории и практики» одна из авторов статьи, младший научный сотрудник ИНХ Юлия Федосеева, «все пытаются создать гибридные материалы, которые будут обладать необычными свойствами. Например, наноалмазы способны светиться, но для этого нужны большие магнитные поля. Нанотрубки многократно усиливают магнитное поле и тем самым усиливают свечение наноалмаза. Можно сказать, что мы получили прообраз крошечного светильника — нанотрубка, на кончике которой светится наноалмаз. Такие конструкции могут найти применение в самых разных сферах жизни — от новых типов дисплеев до медицинской диагностики».