Бором легированные алмазы обнаружили новые оптические характеристики

Международная команда исследователей из Университета Кейс Вестерн Резерв и Университета Иллинойса обнаружила уникальные свойства легированных бором алмазов, которые могут открыть новое направление в биомедицине и квантовой оптике.

Учёные выявили, что легированные бором алмазы генерируют плазмоны — волны электронов, возникающие под воздействием света. Это открытие позволяет управлять и усиливать электрические поля на наноуровне, что существенно для создания современных биосенсоров, наномасштабных оптических устройств, а также для улучшения солнечных панелей и квантовых устройств.

«Алмаз продолжает сиять — как буквально, так и в качестве символа научно-технологического прогресса», — отметил Джузеппе Странги, профессор физики из Университета Кейс Вестерн Резерв.

Ранее было известно, что бор в алмазах способствует проводимости электричества и даже позволяет достигать состояния сверхпроводимости, однако плазмонные эффекты у таких алмазов были выявлены впервые. Отметим, что, в отличие от металлов и других легированных полупроводников, такие алмазы сохраняют оптическую прозрачность.

Кристаллы углерода в алмазах могут быть синтезированы с незначительным добавлением бора, который, находясь в соседстве с углеродом в периодической таблице элементов, способствует созданию электронных «дыр» в материале, что улучшает проводимость при сохранении прозрачности голубоватого оттенка (например, именно поэтому знаменитый алмаз «Хоуп» имеет синий цвет).

Благодаря их уникальному сочетанию свойств — химической стойкости и биологической совместимости — легированные бором алмазы могут найти применение в сферах, где другие материалы неэффективны, например, в медицинской визуализации или в высокочувствительных биочипах.

Интересно, что технология синтеза алмазов при низком давлении была разработана в 1968 году в Технологическом институте Кейса (ныне Университет Кейс Вестерн Резерв) Джоном Ангусом, который впервые сообщил о электропроводности легированных бором алмазов.

Источник: iXBT