Několik dekád se spekulovalo o existenci čtvrté modifikace uhlíku, která by se od diamantu, grafitu a karbynu lišila strukturou. Doposud ho vědci pozorovali, ale nedokázali ho stabilizovat jako samostatnou formu uhlíku, což se povedlo výzkumníkům nyní.
Nový materiál, označovaný jako fcc-uhlík, má podle zástupců Fakulty elektrotechnické (FEL) ČVUT mimořádnou kombinaci vysoké elektrické vodivosti. Také se vyznačuje takzvaným ultraširokým zakázaným pásem v elektronovém obalu atomu, který je však typický zejména pro izolanty. Čím širší je, tím lépe by měl prvek izolovat.
Tento nový materiál by měl být právě i díky svému ultraširokému zakázanému pásu schopen pracovat při vysokých teplotách, frekvencích či napětích, což činí standardním polovodičům na bázi křemíku obtíže.
Na trhu snad za 10 let
V budoucnu by tak tento materiál mohl najít využití ve vysokovýkonové, vysokofrekvenční či vysokoteplotní elektronice. Díky svým vlastnostem by se mohl také potenciálně použít v radiofrekvenční elektronice, optoelektronice využívající hluboké ultrafialové záření, průhledné elektronice či kvantových přístrojích. Využití materiálu v praxi bude ale podle školy trvat přibližně ještě 10 let.
Vědci ve výzkumu plánují nadále pokračovat. Chtějí mimo jiné založit konsorcium, které by se tomuto materiálu věnovalo na evropské úrovni. Zapojit by se měly jak univerzity, tak průmysloví partneři.
Samotný výzkum započal v roce 2020, avšak kvůli pandemii covidu-19 museli vědci několik výzkumů odložit. Výsledky jejich bádání shrnuje publikace, která vyšla letos v červenci v časopise Communications Materials, jenž spadá pod vydavatelství Nature.
Existenci této další modifikace uhlíku se podařilo prokázat týmu z FEL, Technické univerzity v Berlíně, výzkumného centra Helmholtz-Zentrum Berlin a německé společnosti Element Six GmbH.
Nové předměty na fakultě
Na FEL ČVUT navíc začal odborník Antonio Cammarata ve spojitosti s výzkumem vyučovat studenty, kteří se chtějí zapojit do výzkumu materiálových věd, nové předměty.
Mezi novými předměty na fakultě jsou třeba prvky atomistických simulací nebo výpočetní metody pro materiálové vědy.