В то время как золото привычно ассоциируется с массивными слитками и украшениями, японские физики показали его совершенно иной облик. Им удалось вырастить вытянутые наноструктуры, состоящие всего из нескольких десятков атомов, которые получили название «квантовые иглы».
Открытие было сделано в Университете Токио в ходе экспериментов по синтезу наночастиц. Обычно в подобных условиях образуются крошечные золотые сферы, но на этот раз учёные решили замедлить процесс, добавив в реакцию органические соединения серы и кремния. Это позволило наблюдать за ростом кристаллов и неожиданно привело к формированию длинных иглообразных структур.
«Мы ожидали увидеть лишь небольшие наночастицы, но никак не вытянутые стопки атомов. Появление золотых наноигл стало для нас полной неожиданностью».
— Татсуя Цукуда, доцент Университета Токио
Каждая «игла» состоит из 15–34 атомов золота, уложенных в ряды. Их электронные свойства оказались квантовыми: заряды могут занимать только строго определённые энергетические уровни. Это меняет то, как такие наноструктуры взаимодействуют со светом, особенно в ближнем инфракрасном диапазоне.
Перспективы применения открыты самые разные — от высокочувствительных биосенсоров и оптических приборов до новых поколений солнечных батарей. Кроме того, понимание механизма образования «квантовых игл» поможет разработать методы синтеза ещё более сложных наночастиц.
Источник: пресс-служба Университета Токио
