Европейские физики представили новую разработку, которая способна потеснить «материал будущего» графен с его лидирующих позиций. Команде ученых удалось создать новый материал германен, который, по предварительным оценкам, является весьма достойным конкурентом графену.

Строго говоря, германен не является абсолютно новым материалом, так как находится в тесном родстве с графеном. Он представляет собой тончайший однослойный пласт из упорядоченных атомов германия.

Как поясняют ученые, германен обладает феноменальными оптическими и электрическими свойствами, что позволит в будущем интегрировать его во многие продукты электронной отрасли. Подробней с работой можно ознакомиться в последнем номере издания New Journal of Physics.

Теоретически существование германена было доказано еще пять лет назад, однако дальше предсказаний дело не пошло. Долгое время попытки создания были безуспешными, так как в процессе использовались дорогостоящие материалы и технологии. Это позволило графену и силицену завоевать мир.

Германен является двумерным материалом, и так же, как и остальные материалы данного вида, он получается методом осаждения отдельных атомов на подложку при определенных условиях: сверхвысоком вакууме и высокой температуре.

• Физики установили новый рекорд эффективности графеновых СЭ
• Физики исследуют свойства электронов в революционном материале
• В Польше запустили коммерческое производство графена
• В Италии запустили производство графена
• Бинты с графеном дезинфицируют раны
• Инновационный материал графен опасен для здоровья человека и экологии

Основные опасения ученых, которые предсказывали невозможность запуска германена в широкое производство, касались материала подложки. Он мог оказаться настолько дорогостоящим, что исключило бы возможность коммерческого успеха предприятия.

Первым материалом, который использовался в качестве подложки, была дорогостоящая платина, которая чуть не оправдала пессимистические прогнозы. Однако впоследствии оказалось, что золото в этом плане ничем не уступает более дорогому материалу.

Как отмечает Ги Лё Лей из французского университета Экс-Марсель, за основу работы были взяты наработки китайских ученых с платиной, которую сперва попытались заменить серебром. Но в отличие от силицена опыты по изготовлению германена на основе серебра потерпели неудачу. Зато золото для этих целей прекрасно подошло.

Анализ материала, получившегося путем осаждения атомов германия на подложку из золота, показал, что это действительно германен. А дальнейшие спектроскопические измерения и расчёты позволили исследовать функционал и электронную структуру материала.

Также новый материал подвергли исследованию с применением сканирующего туннельного микроскопа. Прибор сделал серию снимков, которые ясно показывают ячеистую структуру, характерную для двумерного материала.

Авторы работы полагают, что в будущем слои германена можно будет выращивать на подложках из золота, что еще больше снизит стоимость процесса производства, а также откроет возможности для производства материала в больших объемах.

Уникальность германена в том, что он позволяет создавать двумерные топологические изоляторы при температуре, близкой к комнатной. Данные свойства материала открывают ему широкие возможности в сегменте квантовых вычислений.