Златото като отличен проводник, устойчив на агресивни среди отдавна е популярно сред производителите на чипове и електроника.

Неотдавна учени успяха да открият нов и неочакван аспект в него, който ще допринесе за популярността на този метал – те сa се научили как да го превърнат в полупроводник.

Поредица от съвпадения доведоха до това откритие, но бяха необходими много години, за да се постигне желаният резултат. Накратко, с помощта на редица химични процеси учените са успели да създадат стабилен слой от чисто злато, тънък само 1 атом. По аналогия с графена той бил наречен „golden/голден“. Атомите на златото в атомно тънкия слой оставят по две свободни връзки, което позволява да се придадат свойства на материала между проводник и изолатор. Химическата промишленост също би приветствала такъв материал.

Придаването му на свойствата на полупроводник открива съвсем нови възможности за използването му, включително за пречистване на вода, комуникации и химическо производство.

„Ако направите материала изключително тънък, ще се случи нещо необикновено като при графена. Същото нещо се случва и със златото. Както знаете, златото обикновено е метал, но с дебелина на слоя от един атом, златото може да се превърне в полупроводник.“

обяснява ученият по материалите Шун Кашивая от Linköpings universitet (LiU) в Швеция

Откритието е донякъде случайност.

Изследователите работили с материал като титаново-силициевия карбид Ti3SiC2. Това е обещаваща електропроводима керамика с много тънък слой силиций. Учените са се опитали да приложат златен контакт към материала, но в крайна сметка под въздействието на висока температура златните атоми са заменили силициевите атоми в материала. Това се случило преди няколко години. Едва след това, години по-късно учените се научили да премахват по химичен път титана и въглерода, оставяйки само златото.

Разтворът е открит в древна рецепта на японски ковачи, които използвали специален разтвор (реактив Murokami) за гравиране на шарки върху остриета, като същевременно гравирали въглерода в метала. Чрез подбор на съотношението на химикалите и промяна на времето на „ецване“ е било възможно да се намерят условия за пълноto разтваряне на титана и въглерода от златната заготовка. Оказа се също така, че ецването трябва да се извършва в пълна тъмнина, тъй като на светло се образуват съединения, които разяждат златото.

За да предотвратят навиването на такъв тънък лист злато и образуването на бучки, учените добавят към материала повърхностноактивно вещество. Анализът показал, че резултатът е стабилно, атомно тънко злато, което сега ще бъде използвано от учените в областта на електрониката, химията и материалознанието.