Впервые получен крупный образец германана

Материаловеды из Университета штата Огайо (США) во главе с Джошуа Голдбергером (Joshua Goldberger) в первый раз создали большой по размерам двумерный (одноатомный в толщину) пример вещества на базе германия и совершили изучение его полупроводниковых особенностей.

По аналогии с двумерным графаном (CH) материал был назван германаном (germanane, GeH).

Вещество выяснилось устойчивым при комнатной температуре и возможно легко нанесено на подложку в виде одного либо нескольких слоёв.

Впервые получен крупный образец германана

Рис. 1. Пример пластин нового материала (в банке). Вверху продемонстрирована структура отдельной пластины. (Иллюстрация Joshua Goldberger et al.).

Простой германий, применяемый в некоторых полупроводниках, складывается из многослойных кристаллов, в которых отдельные атомарные слои нестабильны и смогут взаимно смещаться. Чтобы получить устойчивый слой из этого материала, несколько г-на Голдбергера вырастила кристаллы германия с включениями из атомов кальция, потом растворённых в воде.

Освободившиеся места были заняты атомами водорода, что разрешило отделить от конечного кристалла одноатомные слои.

Из-за присутствия в германане атомов водорода он практически не показал тенденции к окислению на воздухе, что считается значительной проблемой простых германиевых полупроводников. В то время, когда исследователи измерили его электронную проводимость, выяснилось, что

электроны распространяются через германан впятеро стремительнее, чем через германий, и в десятеро стремительнее, чем через кремний — главной полупроводник современности, потеснивший чистый германий.

По мере миниатюризации электроники скорость перемещения электрона в полупроводнике начинает играться всё бoльшую роль: при через чур малых малоподвижном электроне и размерах транзистора действенная работа устройства выясняется неосуществимой.

В качестве ответственного преимущества германана отмечается, что это прямопереходный полупроводник, где переход электрона из территории проводимости в валентную территорию не сопровождается утратой его импульса.

Это разрешает сохранять надежду на его успешное применение в оптоэлектронике: нынешние кремниевые полупроводники не прямопереходные, соответственно, при переходе электрона фотон в большинстве случаев по большому счету не испускается, что принципиально ограничивает возможности кремния на оптоэлектронном поле.

Отчёт об изучении размещён в издании ACS Nano.

Олег Соколов о Египетском походе: Битва при Абукире, Каир и поход Дезэ


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: