Tato studie, na které se podílel mezinárodní tým, který zahrnoval mimo jiné I. Konyashina z Element Six Group, Německo, A. Cammarata z Českého vysokého učení technického v Praze a Athanasiose Koliogiorgose z naší katedry, poskytuje jasný a definitivní popis strukturních a elektronických vlastností fcc-uhlíku. Po celá desetiletí zůstávaly vlastnosti fcc-uhlíku, někdy považovaného za variantu diamantovu, špatně definované. Tento unikátní materiál má širokou energetickou mezeru (6 eV), která ho přiřazuje k izolantům, přesto vykazuje vodivost typickou spíše pro polovodiče (0,1 S/m). Naše zjištění klasifikují fcc-uhlík do nové třidy kvazivalenčních pevných látek s neobvyklou vodivostí, která dosud nebyla zdokumentována.
V této kombinované experimentální a výpočetní studii byly krystalické vrstvy fcc-uhlíku syntetizovány pomocí plazmatem asistované chemické depozice z plynné fáze (PAPVD). Jeho krystalová a elektronová struktura byla jednoznačně stanovena různými experimentálními technikami a ab-initio výpočetními metodami. Výsledky ukazují, že fcc-uhlík se vyznačuje neobvyklým typem vodivosti, který dosud nebyl popsán v literatuře. Proto studie navrhuje zařadit materiál do samostatné třídy kvazivalenčních pevných látek. Povaha chemických vazeb v tomto uhlíkovém alotropu předpokládá zápornou elektronovou afinitu a umožňuje očekávat jeho vysokou polarizovatelnost a velmi nízkou tepelnou vodivost.
Vlastnosti fcc-uhlíku otevírají novou cestu k "uhlíkové elektronice" zahrnující technologie, jako je elektronika s vysokým výkonem/vysokou frekvencí, transparentní elektronika, elektronové násobiče, zářiče pole, kvantová paměť a další. Díky tomu se fcc-carbon stal prvním vlastním (intrinsickým) polovodičem s ultra širokým zakázaným pásmem a otevřel vzrušující možnosti pro technologie i vědě o materiálech.
Podrobné informace naleznete v článku publikovaném v časopise Communications Materials.
