Germanen

Germanen – alotropowa odmiana germanu, nanomateriał o płaskiej strukturze, analogicznej do grafenu i silicenu. Atomy germanu tworzą warstwę jednoatomowej grubości i połączone są w sześciokąty na podobieństwo plastra miodu. Ze względu na minimalną grubość, germanen jest uważany za strukturę dwuwymiarową. Wykazuje nowe właściwości półprzewodnikowe oraz optyczne i jest przedmiotem zainteresowania nauki, jako mogący znaleźć rozliczne zastosowania w elektronice.

Prace nad nowym nanomateriałem

Teoretyczną możliwość istnienia takiej odmiany alotropowej germanu przewidziano już w 2009, jednak mimo postępów w produkcji grafenu i późniejszym uzyskaniu silicenu, przez kilka lat nie udało się go wytworzyć. W roku 2014 dwa zespoły naukowców, europejski i chiński, niezależnie od siebie ogłosiły uzyskanie germanenu metodą osadzania pojedynczych atomów germanu na odpowiednim podłożu w warunkach wysokiej temperatury i ultrawysokiej próżni. Grupa chińska wykorzystała w tym celu matrycę platynową, natomiast grupa europejska – matrycę złotą (wyeliminowanie platyny ułatwia produkcję i znacznie obniża koszty produktu). Jeden z członków zespołu europejskiego, prof. Angel Rubio z Uniwersytetu Kraju Basków, wyraził opinię, że wytworzenie kolejnego nowego nanomateriału jest ważne dla rozszerzenia zakresu właściwości sztucznych dwuwymiarowych materiałów^[1].

Właściwości

Właściwości elektroniczne i optyczne germanenu zostały wyliczone metodami ab initio^[2], określono też jego prawdopodobne właściwości strukturalne^[3]. Przewiduje się możliwość zastosowanie go w tranzystorach polowych i w innych podzespołach elektronicznych^[4]. Niezwykłe właściwości materiałów typu germanenu (podobnie jak grafenu, silicenu i stanenu) dają niespotykane dotąd możliwości badania cząstek Diraca^[5]^[6].

Przypisy

↑ Graphene gets a 'cousin' in the shape of germanene. Institute of Physics, 10 września 2014. [dostęp 2014-09-15]. (ang.).
↑ Ni, Zeyuan, Liu, Qihang, Tang, Kechao, Zheng, Jiaxin i inni. Tunable Bandgap in Silicene and Germanene. „Nano Letters”. 12 (1), s. 113-118, 2011. DOI: 10.1021/nl203065e.
↑ Scalise, Emilio, Houssa, Michel, Pourtois, Geoffrey, van den Broek, B. i inni. Vibrational properties of silicene and germanene. „Nano Res.”. 6 (1), s. 19-28, 2013. DOI: 10.1007/s12274-012-0277-3.
↑ Roome, Nathanael J., Carey, J. David. Beyond Graphene: Stable Elemental Monolayers of Silicene and Germanene. „ACS Applied Materials & Interfaces”. 6 (10), s. 7743-7750, 2014. DOI: 10.1021/am501022x.
↑ Wang, Yang, Brar, Victor W., Shytov, Andrey V., Wu, Qiong i inni. Mapping Dirac quasiparticles near a single Coulomb impurity on graphene. „Nat Phys”. 8 (9), s. 653-657, 2012. DOI: 10.1038/nphys2379.
↑ Lars Matthes, Olivia Pulci, Friedhelm Bechstedt. Massive Dirac quasiparticles in the optical absorbance of graphene, silicene, germanene, and tinene. „Journal of Physics: Condensed Matter”. 25 (39), s. 395305, 2013.

Linki zewnętrzne

Germanen – nowy kuzyn grafenu. rp.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-10-06)].. Rzeczpospolita, 11.09.2014 (pol.)
Graphene family tree? Germanene makes its appearance. News Ledge (ang.)
Meet Graphene's Sexy New Cousin Germanene. Science 2.0, 10.09.2014 (ang.)

[IOP-1] Graphene gets a 'cousin' in the shape of germanene. Institute of Physics, 10 września 2014. [dostęp 2014-09-15]. (ang.).

[Zeyuan-2] Ni, Zeyuan, Liu, Qihang, Tang, Kechao, Zheng, Jiaxin i inni. Tunable Bandgap in Silicene and Germanene. „Nano Letters”. 12 (1), s. 113-118, 2011. DOI: 10.1021/nl203065e.

[Scalise-3] Scalise, Emilio, Houssa, Michel, Pourtois, Geoffrey, van den Broek, B. i inni. Vibrational properties of silicene and germanene. „Nano Res.”. 6 (1), s. 19-28, 2013. DOI: 10.1007/s12274-012-0277-3.

[Roome-4] Roome, Nathanael J., Carey, J. David. Beyond Graphene: Stable Elemental Monolayers of Silicene and Germanene. „ACS Applied Materials & Interfaces”. 6 (10), s. 7743-7750, 2014. DOI: 10.1021/am501022x.

[Wang-5] Wang, Yang, Brar, Victor W., Shytov, Andrey V., Wu, Qiong i inni. Mapping Dirac quasiparticles near a single Coulomb impurity on graphene. „Nat Phys”. 8 (9), s. 653-657, 2012. DOI: 10.1038/nphys2379.

[Matthes-6] Lars Matthes, Olivia Pulci, Friedhelm Bechstedt. Massive Dirac quasiparticles in the optical absorbance of graphene, silicene, germanene, and tinene. „Journal of Physics: Condensed Matter”. 25 (39), s. 395305, 2013.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]