Физики путем проведения целого ряда экспериментов продемонстрировали, что кремний способен трансформироваться из твердого состояния в жидкое не в процессе нагревания, а во время охлаждения. Данная исследователей была опубликована в научном журнале Advanced Materials. Кроме того, краткая информация о результатах исследования обнародована в пресс-релизе, распространенном Массачусетским технологическим институтом (MIT), члены коллектива которого также принимали активное участие в работе.

Свойство, связанное с возможностью обратного таяния (англ. – retrograde melting), в науке известно для достаточно незначительного количества «хитрых» материалов, к примеру, в определенных пропорциях это сплав таких веществ, как плутоний и железо. В 2007 году группа исследователей высказала предположение о том, что при стечении определенных обстоятельств, таких, как понижение температуры, кремний тоже способен таять. Для того чтобы начать процесс обратного таяния в кремнии, будет необходимо в материал в определенных пропорциях добавить еще ряд металлов – например, медь, никель и железо.

В процессе нового исследования ученым удалось создать подобный материал, а также изучить его свойства в процессе нагревания и охлаждения. Чтобы добиться этого, физикам понадобилось сконструировать специальную микроскопическую установку, которая была бы способна функционировать при достаточно высоких температурах. Для того, чтобы выработать «обратно тающий» кремний, ученые разместили слой металлов-примесей посреди двух слоев «обычного» кремния. Получившийся в результате «бутерброд» постепенно нагревали до такой температуры, которая была бы достаточной для того, чтобы примесные металлы постепенно растворились в кремнии, однако сам кремний еще бы не начал плавиться (речь здесь идет о «нормальном» процессе плавления, которое наступает при 1414 градусах Цельсия).

Количество металлов для примесей было подобрано таким образом, чтобы во время их растворения кремний обратился бы в достаточно пересыщенный раствор – а именно, содержание веществ, растворенных в нем, оказалось бы значительно выше, чем это допустимо в нормальных условиях. В процессе постепенного охлаждения данной смеси ниже температуры 900 градусов начинается расплавление кремния, а все примесные металлы в полученную жидкую фазу выпадали в виде осадка.

Как отмечают авторы описываемой разработки, способность кремния к обратному таянию даст возможность со временем получить новые технологии очистки его от различных загрязняющих примесей – после того как произойдет выпадение металлов во время жидкой фазы, оставшийся кремний будет оставаться весьма чистым. Подобный кремний просто необходим для производства целого ряда электронных устройств.