niemieckie

(a) Obraz STM germanenu. ( b ) Profil (czarna linia w ( a )) pokazujący wysokość stopni ~ 3, 2 Å. (c) Obraz STM o wysokiej rozdzielczości (zniekształcony przez dryf próbki). ( d ) Profile wzdłuż białych ciągłych i przerywanych linii w ( c ) pokazujące odstęp ~ 9–10 Å między występami o wysokości ~ 0, 2 Å. (e) dyfrakcji elektronów . (f) Model germanenu na Au(111).

Germanen to materiał składający się z pojedynczej warstwy atomów germanu . Materiał powstaje w procesie podobnym do silicenu i grafenu , w którym za pomocą wysokiej próżni i wysokiej temperatury osadza się warstwę atomów germanu na podłożu. Wysokiej jakości cienkie warstwy germanenu ujawniły niezwykłe dwuwymiarowe struktury o nowatorskich właściwościach elektronicznych, odpowiednich do zastosowań w urządzeniach półprzewodnikowych i badaniach materiałoznawczych.

Przygotowanie i struktura

We wrześniu 2014 r. G. Le Lay i inni donieśli o osadzeniu uporządkowanej i dwuwymiarowej warstwy wielofazowej o grubości pojedynczego atomu za pomocą epitaksji z wiązki molekularnej na złotej powierzchni w sieci krystalicznej z indeksami Millera (111). Struktura została potwierdzona za pomocą skaningowej mikroskopii tunelowej (STM), ujawniając prawie płaską strukturę plastra miodu.

Dostarczyliśmy przekonujących dowodów na narodziny prawie płaskiego germanenu — nowego, syntetycznego alotropu germanu, który nie występuje w naturze. To nowy kuzyn grafenu.

— Guy Le Lay z Uniwersytetu Aix-Marseille , New Journal of Physics

Dodatkowe potwierdzenie uzyskano za pomocą pomiarów spektroskopowych i obliczeń teorii funkcjonału gęstości . Rozwój wysokiej jakości i prawie płaskich warstw pojedynczych atomów wywołał spekulacje, że germanen może zastąpić grafen , a nie tylko dodać alternatywę dla nowych właściwości pokrewnych nanomateriałów.

Bampoulis i inni opisali powstawanie germanenu na najbardziej zewnętrznej warstwie nanokryształów Ge 2 Pt. Atomowo rozdzielone obrazy STM germanenu na nanokryształach Ge 2 Pt ujawniają wyboczoną strukturę plastra miodu. Ta siatka o strukturze plastra miodu składa się z dwóch sześciokątnych podsieci przesuniętych względem siebie o 0,2 Å w kierunku pionowym. Stwierdzono, że odległość najbliższego sąsiada wynosi 2,5 ± 0,1 Å, co jest w ścisłej zgodzie z odległością Ge-Ge w germanene.

Na podstawie obserwacji STM i obliczeń teorii funkcjonału gęstości stwierdzono, że na platynie powstaje pozornie bardziej zniekształcona forma germanenu . Wykazano również epitaksjalny wzrost kryształów germanenu na GaAs (0001), a obliczenia sugerują, że minimalne interakcje powinny pozwolić na łatwe usunięcie germanenu z tego podłoża.

Struktura Germanene jest opisana jako „dwuwymiarowy wyboczony nanocząsteczka podobny do grafenu grupy IV”. Adsorpcja dodatkowego germanu na arkuszu podobnym do grafenu prowadzi do tworzenia jednostek „ hantle ”, z których każda zawiera dwa pozapłaszczyznowe atomy germanu, po jednym z każdej strony płaszczyzny. Hantle przyciągają się nawzajem. Okresowo powtarzające się układy struktur hantli mogą prowadzić do powstania dodatkowych stabilnych faz germanenu o zmienionych właściwościach elektronicznych i magnetycznych.

W październiku 2018 r. Junji Yuhara i inni poinformowali, że germanen można łatwo przygotować metodą segregacji, stosując cienką warstwę gołego Ag na podłożu Ge i osiągnąć wzrost epitaksjalny in situ. Uważa się, że wzrost germanenu, podobnego do grafenu i silicenu, metodą segregacji, jest technicznie bardzo ważny dla łatwej syntezy i transferu tego wysoce obiecującego dwuwymiarowego materiału elektronicznego.

Nieruchomości

Właściwości elektroniczne i optyczne Germanene zostały określone na podstawie obliczeń ab initio , a właściwości strukturalne i elektroniczne na podstawie podstawowych zasad. Te właściwości sprawiają, że materiał nadaje się do zastosowania w kanale wysokowydajnego tranzystora polowego i wywołał dyskusję dotyczącą wykorzystania elementarnych monowarstw w innych urządzeniach elektronicznych. Właściwości elektronowe germanenu są niezwykłe i dają rzadką okazję do przetestowania właściwości fermionów Diraca . Germanen nie ma pasma wzbronionego , ale przyłączenie atomu wodoru do każdego atomu germanu tworzy jeden. Te niezwykłe właściwości są ogólnie wspólne dla grafenu , silicenu , germanenu, stanenu i plumbenu .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Germanene&oldid=1092726009 ”