Germanena
Germanena ialah suatu bahan yang diperbuat daripada satu lapis tunggal atom germanium.[1] Bahan ini dicipta dalam proses serupa dengan yang bagi silisena. Di bawah hampagas tinggi, suhu tinggi digunakan untuk mengendapkan selapis atom germanium pada suatu substrat.[1] Saput tipis bermutu tinggi germanena telah mendedahkan struktur dua dimensi dengan sifat elektronik novel yang sesuai untuk penggunaan peranti semikonduktor dan penyelidikan sains bahan.
Penyediaan dan struktur
suntingPada September 2014, G. Le Lay dan lain-lain melaporkan pertumbuhan oleh epitaksi alur molekul pada emas (111) - menghasilkan saput beraturan ketebalan atom tunggal dan berbilang fasa dua dimensi. Strukturnya disahkan dengan mikroskopi penerowongan pengimbasan mendedahkan struktur indung madu hampir pipih.[2]
We have provided compelling evidence of the birth of nearly flat germanene—a novel, synthetic germanium allotrope which does not exist in nature. It is a new cousin of graphene.
"Kami telah menyediakan bukti menarik bagi kelahiran germanena hampir pipih—satu alotrop germanium sintetik novel yang tidak wujud di alam semula jadi. Ini merupakan sepupu baharu bagi grafena."— Guy Le Lay dari Universiti Aix-Marseille, New Journal of Physics
Pengesahan tambahan diperoleh oleh pengukuran spektroskopi dan penghitungan teori fungsi ketumpatan. Perkembangan saput atom tunggal bermutu tinggi dan hampir pipih menghasilkan spekulasi bahawa germanena mungkin menggantikan grafena jika bukan hanya sebagai tambahan kepada sifat novel bagi nanobahan berkaitan.[2][3][4][5][6][7][8] Berdasarkan pemerhatian STM dan penghitungan teori fungsi ketumpatan, pembentukan bagi bentuk germanena yang secara ketara lebih terherot pernah dilaporkan pada platinum.[9][2]
Struktur germanena diperihalkan sebagai "nanohelaian berkedut dua dimensi kegrafenaan kumpulan IV".[10] Penjerapan germanium tambahan kepada helaian kegrafenaan membawa kepada pembentukan unit "dumbel", setiap satu dengan atom luar satah germanium, pada salah satu sisi satah. Dumbel menarik satu sama lain. Susunan berulangan secara berkala bagi struktur dumbel boleh membawa kepada fasa stabil tambahan germanena, dengan sifat elektronik dan magnetik terubah.[11]
Saling tindak germanium telah dikaji pada pelbagai substrat. Saling tindak antara germanena dengan galium arsenida,[12] penghabluran kawalan penukleusan dan aruhan emas,[13] dan substrat emas telah dilaporkan.[4]
Sifat
suntingSifat elektronik dan optik germanena telah ditentukan daripada penghitungan ab initio,[14] dan sifat struktur dan elektronik daripada prinsip pertama.[15] Sifat-sifat ini menjadikan bahan ini sesuai untuk penggunaan dalam saluran transistor kesan medan berprestasi tinggi[16] dan telah menjana perbincangan mengenai penggunaan monolapis unsur ke dalam peranti elektronik lain.[17] Sifat elektronik germanena adalah luar biasa, dan menyediakan peluang jarang untuk menguji sifat fermion Dirac.[18][19] Sifat-sifat luar biasa ini pada amnya dikongsi oleh grafena, silisena, germanena, dan stanena.[19]