Нанокристаллы GaN синтезированы впервые — следом получены нитриды ещё 6 металлов

Учёные впервые получили нитрид галлия (GaN) в форме коллоидных нанокристаллов — частиц размером в миллиардные доли метра, способных распределяться в жидкости. Результат открывает возможность использовать GaN в печатной электронике и гибких устройствах — направлениях, где этот материал раньше не применялся.

Статья опубликована 15 июля 2025 года в журнале Nature. GaN — полупроводник, который сегодня используют в светодиодном освещении и высокомощной электронике. Именно химическая и термическая стабильность материала делала синтез нанокристаллов крайне сложной задачей. Связи между атомами металла и азота в GaN настолько прочны, что обычные методы требуют температур, несовместимых с жидкими растворителями.

Исследователи обошли это ограничение с помощью ванны из расплавленных неорганических солей. В этой среде галогениды металла реагировали с аммиаком под давлением. Команда подобрала точные значения температуры и давления, при которых металло-азотные связи способны разрываться и восстанавливаться — это условие необходимо для роста правильных кристаллов.

Метод оказался универсальным. Помимо GaN, авторы синтезировали нанокристаллы нитридов титана, ванадия, ниобия, молибдена, тантала и вольфрама. Эти материалы применяются в износостойких покрытиях, катализаторах, сверхпроводниках и медицинских имплантах.

Нанокристаллы можно смешивать с полимерами, добавлять в чернила для печати и интегрировать в ткани. Исследователи называют печатную электронику и гибкие устройства перспективными направлениями применения. Однако конкретные продукты на основе новых материалов пока не разработаны. Дальнейший прогресс зависит от масштабирования производства частиц и их интеграции в функциональные компоненты.

Источник: Techno-Science.net