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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Флеш-память из органических материалов 10.11.2014 Японский институт физико-химических исследований RIKEN экспериментально доказал возможность создания высокоплотной энергонезависимой памяти на основе органических материалов. "Органика" используется в электронных схемах далеко не впервые. Многие слышали об AMOLED-дисплеях Samsung и просто о дисплеях OLED. Также транзисторы на основе органических материалов используются при выпуске передовых солнечных панелей. Но известен еще один эффект органических материалов - фотохромный, который пока не нашел в электронике широкого применения (очки-хамелеоны не в счет). Этот эффект заключается в том, что под воздействием ультрафиолетового излучения молекулы из определенных соединений из прозрачных становятся цветными: желтыми, синими, красными. Этот эффект носит обратимый характер - облучение видимым источником света возвращает молекулам прозрачность. Пока повторной засветки не произошло, изменение цвета молекул не происходит - они сохраняют свое состояние без обязательной поддержки питанием (без освещения). Чем не память? Эффект фотохромизма изучен достаточно давно. Главной задачей было разработать технологию, которая могла бы превратить "бульон" из химического состава разнородных веществ в упорядоченную структуру, аналогичную массиву SRAM или DRAM. При этом молекулы должны воспроизвести подобие массива памяти на чем-то пригодном к дальнейшему созданию электронной схемы. Например - на подложке из меди. В институте RIKEN на основе химических механизмов самосборки молекулярных структур из диарилэтиленовых производных создали подобную технологию и на практике доказали ее работоспособность. Ниже на слайде справа можно увидеть модель упорядоченной молекулярной сборки из повторяющихся элементов, а справа - изображение реального образца, сделанное с помощью сканирующего туннельного микроскопа. По словам разработчиков, молекулярная структура позволяет записать данные с плотностью свыше 1 Тбит/квадратный дюйм. Это выше, чем дает возможность записи традиционными средствами. Правда, пока технология RIKEN выйдет из лаборатории, современные технологии могут далеко продвинуться вперед и еще не факт, какая из них окажется по-настоящему прорывной.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026