Ученые синтезировали высокосимметричные нанокластеры

Синтез сферических и алмазоподобных наноматериалов, состоящих из атомов углерода и кремния освоили во Франкфуртском университете имени Гете, 13 июля сообщает журнал Journal of the American Chemical Society.

Ученые во главе с Маттиасом Вагнером преуспели в синтезе молекулярных наносфер, состоящих из 20 атомов кремния — так называемых силафуллеранов. Второй новый класс материалов, разработанный группой, — это кристаллические строительные блоки, состоящие из 10 атомов кремния и германия, которые имеют алмазоподобную структуру. Решающее понимание электронных структур новых соединений было получено в результате компьютерного теоретического анализа.

20 атомов кремния силафуллерана образуют додекаэдр — тело, состоящее из правильных пятиугольников. Он заключает в себе ион хлора. Атом водорода выступает наружу в каждом кремниевом углу кластера.

«Наш силафуллеран является долгожданным предшественником этого нового класса веществ. Атомы водорода могут быть легко заменены функциональными группами, что придает силафуллерану различные свойства», — сказал докторант Марсель Бамберг, который синтезировал молекулу.

Кремний-германиевый адамантан представляет собой строительный блок из смешанного кремний-германиевого сплава.

«Недавние исследования показали, что сплавы кремний-германий превосходят полупроводники из чистого кремния в важных областях применения. Однако производство таких сплавов очень сложно, и вы часто получаете смеси разного состава. Нам удалось разработать простой способ синтеза основного строительного блока из кремниево-германиевых сплавов. Таким образом, наш кремний-германиевый адамантан позволяет исследовать важные химические и физические свойства кремний-германиевых сплавов на молекулярной модели. Мы также хотим использовать его в будущем для производства кремниево-германиевых сплавов с безупречной кристаллической структурой», — сказал Бенедикт Кестлер, один из разработчиков.

Помимо химико-технического потенциала, синтезированные наноматериалы обладают высокой симметрией. Например, силафуллеран является одним из пяти платоновых твердых тел.