Германан
Германан представляет собой однослойный кристалл, состоящий из германия с одной водородной связью в направлении z для каждого атома. [ 1 ] в отличие от германена, который не содержит водорода. В материаловедении большой интерес проявляется к родственным однослойным материалам, таким как графен , состоящий из углерода, и силицен, состоящий из кремния . Такие материалы представляют собой новое поколение полупроводников с потенциальным применением в компьютерных чипах и солнечных элементах . Структура германана похожа на графан и, следовательно, на графен. Объемный германий не имеет такой структуры. Германан получают в два этапа, начиная с германида кальция . Из этого материала кальций удаляется путем деинтеркаляции HCl с образованием слоистого твердого вещества с эмпирической формулой GeH . [ 2 ] Центры Са в фазе Цинтла CaGe 2 обмениваются атомами H в растворе HCl, в результате чего остаются GeH и CaCl 2 .
Характеристики
[ редактировать ]германана По прогнозам, подвижность электронов более чем в десять раз выше, чем у кремния, и в пять раз больше, чем у обычного германия. Легированный водородом германан химически и физически стабилен на воздухе и в воде. [ 2 ]
Германан имеет « прямую запрещенную зону », легко поглощает и излучает свет и потенциально полезен для оптоэлектроники . [ 3 ] (Обычные кремний и германий имеют непрямую запрещенную зону, что снижает поглощение или излучение света.) Кроме того, атомы Ge имеют более высокую спин-орбитальную связь (по сравнению с C в графене/графане), что может позволить нам исследовать квантовый спиновый эффект Холла. .
Электрические и оптические свойства
[ редактировать ]Исследователи из Университета Гронингена в Нидерландах и Университета Янины в Греции сообщили о первом полевом транзисторе, изготовленном из германана, подчеркнув его многообещающие электронные и оптоэлектронные свойства. [ 4 ] [ 5 ] Полевые транзисторы Germanane демонстрируют транспорт как в режиме с легированием электронами, так и с дырками с коэффициентом тока включения/выключения до 10. 5 (10 4 ) и мобильность носителя 150 см 2 (V.s) −1 (70 см 2 (V.s) −1 ) при 77 К (комнатная температура). Наблюдается значительное увеличение проводимости устройства при освещении красным лазером с длиной волны 650 нм.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гарсия, Джей Си; де Лима, DB; Ассали, ЛВК; Хусто, JF (2011). «Графен- и графаноподобные нанолисты группы IV». Дж. Физ. хим. С. 115 : 13242. arXiv : 1204.2875 . дои : 10.1021/jp203657w .
- ^ Перейти обратно: а б « Германан может заменить кремний более легкой и быстрой электроникой» . КурцвейлАИ . Проверено 12 апреля 2013 г.
- ^ Амаму, В.; Оденталь, премьер-министр; Бушонг, Э.Дж.; О'Хара, диджей; Луо, ЮК; ван Барен, Дж.; Пинчук И.; Ву, Ю.; Ахмед, А.С.; Каточ, Дж.; Бократ, М.В.; Том, HWK ; Гольдбергер, Дж. Э.; Каваками, РК (2015). «Эпитаксиальный германан большой площади для электронных устройств» . 2D материалы . 2 (3): 035012. Бибкод : 2015TDM.....2c5012A . дои : 10.1088/2053-1583/2/3/035012 .
- ^ Мадхушанкар, Б.Н.; Каверзин А.; Гиусис, Т.; Вопрос, Г.; Гурнис, Д.; Рудольф, П.; Блейк, Греция; Ван Дер Валь, Швейцария; Ван Вис, Би Джей (2017). «Электронные свойства немецких полевых транзисторов» . 2D материалы . 4 (2): 021009. Бибкод : 2017TDM.....4b1009M . дои : 10.1088/2053-1583/aa57fd .
- ^ «Flash Nano: Germanane FET демонстрирует реальные перспективы для оптоэлектроники - nanotechweb.org» . Архивировано из оригинала 18 февраля 2017 г. Проверено 17 февраля 2017 г.