Германан - соперник графена

18.05.2013

Германан (Germanane) - монослой германия - может быть востребован в электронике благодаря своим уникальным свойствам и простоте изготовления. Исследователи Университета штата Огайо в г. Колумбусе (Columbus) разработали новый метод осаждения германия в виде монослоёв (т. е. слоёв толщиной в один атом), повысив при этом эффективность в 10 раз по сравнению с кремнием и создав более простой способ изготовления по сравнению с материалами следующего поколения, такими как графен (монослой атомов углерода).

"Мы сумели изготовить германиевый аналог графена, т.е. монослои, которые связываются водородом так же, как и у графена, но которые намного проще в изготовлении, - сказал профессор Джошуа Голдбергер (Joshua Goldberger) из Университета Огайо. - В процессе мы преобразуем его из материала с косвенной запрещённой зоной в материал с непосредственной запрещённой зоной, что позволяет применять его и в оптических целях".

Голдбергер утверждает, что впервые синтезированы миллиметрового размера чистые кристаллические решётки германия, связанного водородом (GeH), путём топохимического деинтеркалирования GaGe2. Голдбергер описывает этот материал как слоистое вещество Ван дер Ваальса, аналогичное связанному графену (СH). Голдбергер назвал свой материал "германан", чтобы указать на сходство с монослойной версией графена, называемой графаном.

Помимо того, что новый материал основан на германии, а не на углероде, как графен, самое существенное их отличие заключается в том, что германан будет легче выращивать с использованием стандартного полупроводникового оборудования, чем графан. Гольдбергер прогнозирует, что новые материалы будут использованы при производстве оптоэлектронных приборов следующего поколения и для усовершенствованных датчиков, поскольку расчёты показывают, что электронная подвижность будет в 5 раз лучше, чем у объёмного германия (в 10 раз выше, чем у кремния) с шириной запрещённой зоны 1,53 эВ, что немножко больше, чем у арсенида галлия.

Исследователи графена уже продемонстрировали, что электронные свойства полупроводниковых монослоёв могут быть значительно лучше, чем у объёмных материалов, при этом были потрачены многочисленные усилия на создание функциональных монослоёв по-разному связанных кристаллических структур. Высокая подвижность носителей заряда достигается за счёт отличного качества ультратонкой топологии, но если связать эти монослои лигандами в целях особого применения, то ультратонкие материалы могут стать также более чувствительными для сенсорного применения, чем объёмные материалы.

Исторически именно германий стал первым полупроводником, применяемым в электронике. Это случилось еще в 1947 г. в AT&T Bell Labs. И лишь десятилетия спустя исследователям удалось преодолеть ряд проблем, чтобы стало возможным использование в электронике кремния. Похоже, ситуация с новыми монослойными материалами для электроники может повторить историю.

<< Назад: Твердотельный накопитель Transcend MSM610 19.05.2013

>> Вперед: Калькулятор на живых клетках 18.05.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Накладные ногти iPolish с управление цветом через смартфон 13.01.2026

Американская компания iPolish представила уникальные акриловые накладные ногти, способные мгновенно менять цвет под управлением смартфона, что открывает новые возможности для самовыражения и индивидуального стиля. Для работы устройства пользователю необходимо предварительно зарядить специальный контроллер и подключить его к мобильному телефону. Управление оттенком осуществляется через приложение, синхронизированное с контроллером. После выбора нужного цвета кончик ногтя подносят к модулю, который отправляет кратковременный электрический импульс, запускающий изменение окраски поверхности. Производитель пока не раскрывает подробностей электрохимического механизма, лежащего в основе технологии, однако отмечает, что перекраска одного ногтя занимает около пяти секунд. Такой подход позволяет мгновенно изменять внешний вид ногтей, что делает маникюр более гибким и адаптивным к повседневным условиям. Каждый ноготь поддерживает до 400 различных оттенков и позволяет многократно менять ц ...>>

Моноблок Lenovo ThinkCentre X AIO 12.01.2026

Компания Lenovo представила новый моноблок ThinkCentre X AIO, который отличается нестандартным форм-фактором и ориентирован на профессиональных пользователей. Информацию об анонсе опубликовал портал Gizmochina. Новинка оснащена 27,6-дюймовой IPS-матрицей с разрешением 2560 x 2880 пикселей. Соотношение сторон экрана составляет 16:18, что делает его почти квадратным. По словам производителя, такой формат позволяет одновременно отображать две страницы формата А4, что особенно удобно при работе с текстовыми документами, таблицами, программным кодом или дизайнерскими проектами. Экран имеет стандартную частоту обновления 60 Гц и время отклика 14 мс. Максимальная яркость достигает 300 нит, контрастность составляет 1000:1, а охват цветового пространства достигает 98% по стандарту DCI-P3. Эти характеристики обеспечивают четкое изображение и точную цветопередачу, что важно для профессионалов в области дизайна и обработки контента. Аппаратная платформа моноблока базируется на мобильных п ...>>

Случайная новость из Архива Робот ходит по воде 02.09.2025 На протяжении столетий ученые наблюдали за тем, как природа решает задачи, с которыми человек сталкивается только в последние десятилетия. Одним из самых ярких примеров такого "биологического инженерного подражания" стала новая разработка международной команды исследователей, которые сумели создать миниатюрного робота, способного стремительно передвигаться по поверхности воды. Идея возникла благодаря наблюдению за удивительными насекомыми - водомерками рода Rhagovelia, живущими в быстрых реках. До недавнего времени способность уверенно перемещаться по водной глади оставалась для инженеров почти недостижимой целью. Роботы успешно справлялись с доставкой грузов, исследованием планет или даже проведением операций, но удержаться и тем более разогнаться на воде они не могли. Вдохновившись уникальными возможностями Rhagovelia, ученые обратились к тонким механизмам, позволяющим этим насекомым скользить по поверхности с невероятной скоростью и маневренностью. Размером всего с зернышко риса, водомерки демонстрируют способности, которые кажутся почти невозможными. Они достигают скорости до 120 длин собственного тела в секунду и способны выполнять резкие повороты всего за 50 миллисекунд. Словно паря над водой, они показывают, что природа давно придумала решения, о которых инженерам только предстоит узнать. Ключ к разгадке оказался в необычных веерообразных структурах на средней паре ног насекомого. Долгое время считалось, что ими управляют мышцы, однако биомеханик Виктор Ортега-Хименес из Калифорнийского университета в Беркли после пяти лет наблюдений доказал, что этот процесс полностью пассивен. Веера раскрываются и складываются благодаря силам поверхностного натяжения и капиллярным эффектам, без участия мускулатуры. Когда ножка водомерки касается поверхности воды, веер мгновенно распахивается, увеличивая площадь соприкосновения и усиливая отталкивание. Этот процесс происходит примерно в десять раз быстрее, чем моргает человеческий глаз. Как только нога поднимается, структура тут же складывается, не мешая движению. Дополнительную роль играет и гидрофобность поверхности конечностей: вода не задерживается на них, не утяжеляя насекомое. Чтобы рассмотреть устройство таких вееров, ученые использовали сканирующий электронный микроскоп. Оказалось, что они состоят из множества тонких щетинок, каждая из которых покрыта еще более мелкими ворсинками. Именно эта многоуровневая структура обеспечивает уникальные свойства, которые ранее не были известны исследователям. Используя эти открытия, специалисты из университетов США и Южной Кореи создали миниатюрного робота, получившего название Rhagobot. Его снабдили крошечным веером весом всего один миллиграмм, который точно воспроизводит работу природного аналога. В результате робот научился разгоняться, тормозить и менять траекторию прямо на поверхности воды, имитируя движения насекомого с поразительной точностью.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026