Учёные представили миру "двоюродного брата" чудо-материала графена — германен. Этот тончайший пласт из одного слоя упорядоченных атомов германия способен проявлять впечатляющие электрические и оптические свойства и может быть интегрирован во многие продукты электронной промышленности в будущем.
Создание германена физики теоретически предсказали в 2009 году, но до сих пор никому не удавалось его получить, не используя при этом дорогостоящие технологии и материалы. Вместо него на первый план вышли другие двумерные материалы, такие как графен или силицен.
Так же как и другие двумерные материалы, германен получают путём осаждения отдельных атомов на подложку при высоких температурах в сверхвысоком вакууме. Однако материал, из которого изготавливается подложка, может быть слишком дорогостоящим, чтобы запустить двумерные материалы в широкое производство.
Так, изначально независимая команда физиков из Китая создала германен на дорогостоящей платиновой подложке. Но позднее европейские учёные по счастливой случайности открыли, что золото, стоимость которого значительно ниже, также подойдёт для изготовления германена.
"Когда мы создавали силицен, то использовали серебряную подложку, и у нас всё получалось. Однако для изготовления германена серебро не подошло, и тогда я решил попробовать золото. К счастью, эксперимент завершился удачно, и мы были очень рады узнать, что в производстве столь ценного материала можно использовать более дешёвый материал, чем у наших коллег из Китая", — рассказывает ведущий автор исследования профессор Ги Лё Лей (Guy Le Lay) из университета Экс-Марсель в пресс-релизе.
После осаждения атомов германия на золотую подложку, исследователи смогли подтвердить, что полученный материал действительно является германеном. Для этого они провели спектроскопические измерения и расчёты по теории функционала плотности, которые позволили изучить электронную структуру материала.
Позднее учёные исследовали полученный материал при помощи сканирующего туннельного микроскопа. Снимки, сделанные прибором, чётко демонстрируют характерную ячеистую структуру двумерного материала, сообщается в статье издания New Journal of Physics.
Исследователи полагают, что в дальнейшем слои германена можно будет выращивать на тончайших золотых подложках, что дополнительно удешевит процесс производства и позволит создавать партии материала в больших масштабах.
Уникальные свойства германена позволят создавать двумерные топологические изоляторы при комнатной температуре, открывая тем самым возможности использования материала в индустрии квантовых вычислений.
Также по теме:
Карбин лишил графен звания самого прочного материала
Учёные смоделировали материал, способный превзойти графен
Графен в сочетании с металлом образует сверхпрочный материал
Физики научились включать и выключать магнитное поле графена
Транзисторы из графена обеспечили радиочипу IBM рекордную производительность
Физики открыли первый естественный трёхмерный аналог графена
