Российские ученые из университета ИТМО разработали двумерных (2D) кристаллов.

Эти кристаллы, базирующиеся на металл-органических каркасах (МОК), обладают уникальной способностью к самопроизвольному "расщеплению" из трехмерных (3D) структур в 2D-листы толщиной всего в 4 нанометра. Один 3D-кристалл содержит до десяти слоев, что позволяет одновременно получать множество 2D-кристаллов после его дезинтеграции на воздухе. Данный метод отличается простотой и экономичностью, поскольку не требует сложной обработки и дорогостоящей литографии.

Технология включает нагревание раствора с органическими компонентами (лигандами) в течение двух суток, последующую сушку на воздухе для разрушения межслоевых связей и разделение слоев с использованием специальной ленты. Полученные 2D-кристаллы демонстрируют сохранение информации более 2 часов и выдерживают свыше 100 циклов переключения проводимости, что делает их перспективными для промышленного применения, в частности, в мемристорах.

Эти 2D-кристаллы открывают новые перспективы для технологий. Они идеально подходят для платформ ReRAM, обеспечивающих прямой доступ к ячейкам памяти, а также для микрооптики и нейроморфных вычислений, имитирующих функции человеческого мозга. Это может послужить основой для создания более совершенных систем искусственного интеллекта и компактных запоминающих устройств.

Перспективы применения этих 2D-кристаллов в области хранения информации выглядят весьма многообещающими. Благодаря своей сверхтонкости и способности к самоорганизации, они позволяют создавать более плотные и энергоэффективные запоминающие устройства. Возможность многократного переключения проводимости открывает двери для разработки новых типов памяти с высокой скоростью записи и чтения данных.

Разработанный метод также имеет значительный потенциал для масштабирования производства. Простота процесса и использование доступных материалов делают его экономически привлекательным для промышленного внедрения. Это может привести к снижению стоимости запоминающих устройств и сделать их более доступными для широкого круга потребителей.

Кроме того, 2D-кристаллы на основе МОК обладают уникальными свойствами, которые могут быть использованы в других областях науки и техники. Их можно применять в качестве сенсоров, катализаторов и материалов для оптоэлектроники. Дальнейшие исследования в этой области могут привести к открытию новых функциональных материалов с широким спектром применения.

В заключение, инновационная разработка российских ученых представляет собой значительный шаг вперед в области материаловедения и нанотехнологий. Создание сверхтонких 2D-кристаллов на основе металл-органических каркасов открывает новые горизонты для хранения информации, а также для развития других областей науки и техники.