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研究人员成功合成二维材料Germanene

发布日期:2018-05-17

新发布的一项研究详细介绍了一组研究人员首次成功合成了2D材料germanene。 /

该材料被称为“石墨烯的表亲”,该材料仅由单层锗原子组成,预计会展现出令人印象深刻的电气和光学特性,并可能在未来广泛整合于电子行业。

该材料今天在物理研究所和德国物理学会的新物理学杂志上发表。

Germanene于2009年首次提出,但直到现在仍然难以捉摸。从那时起,石墨烯得到了进一步发展,而其他二维材料如silicene已经合成。

与silicene很像,合成germanene的方法是在高温和超高真空条件下将单个锗原子沉积到衬底上。

欧洲研究团队的突破与来自中国的一个独立团队同时进行,他们已经有证据表明锗烷已经被合成到铂底物上。

在目前的研究中,研究人员偶然发现,黄金也可以用作底物,这项研究的合着者之一来自Aix-Marseille大学的Guy Le Lay教授描述为“像穿过镜子一样”。

“在我们合成石墨烯的其他表弟silicene之后,我们认为通过将锗沉积到银基底上来以相同的方式尝试和生产germanene是很自然的,”Le Lay说。

“这次尝试失败了,所以我决定改用黄金基板,记得我的博士论文中的旧作,其中黄金生长在锗基板上。我认为这值得尝试。“

在将锗原子沉积在金基底上之后,研究人员通过采用光谱测量和密度泛函理论(DFT)计算来确认该材料实际上是锗烷,该密度泛函理论研究了该材料的电子结构。

该材料还在扫描隧道显微镜下观察,其揭示了2D材料的特征蜂窝结构。

研究人员认为,随着进一步发展,germanene可能会生长在柔性基底上的薄金膜上,这肯定会比铂更便宜,并可能使大锗烷大规模合成。

此外,germanene的独特性能可以使其成为一个强大的2D拓扑绝缘体,特别是高达室温的温度,从而为在量子计算中使用该材料提供了可能性。

Le Lay教授继续说道:“我们已经提供了令人信服的证据,证明几乎扁平的germanene的诞生 - 这是一种自然界不存在的新型合成锗同素异形体。它是石墨烯的新表亲。

“锗烷的合成只是长期追求的开始。事实上,合成的成功并不容易,而且相当苛刻。现在需要大量的工作来进一步表征材料的电子性质。“

该研究的合着者,来自巴斯克大学的Angel Rubio教授补充道:“我们研究的一个重要方面是,我们增加了二维材料的lego,我们可以使用这些材料来构建大量人造固体材料具有广泛的不同特性。“

出版物:M. E.Dávila等人,“Germanene:类似于石墨烯和硅烯的新型二维锗同素异形体”,2014,New J. Phys。 16 095002; doi:10.1088 / 1367-2630 / 16/9/095002

PDF研究副本:Germanene:一种类似于石墨烯和硅烯的新型二维锗同素异形体

来源:物理研究所

图片:新物理学杂志