Buka menu utama

Germanena ialah suatu bahan yang diperbuat daripada satu lapis tunggal atom germanium.[1] Bahan ini dicipta dalam proses serupa dengan yang bagi silisena. Di bawah hampagas tinggi, suhu tinggi digunakan untuk mengendapkan selapis atom germanium pada suatu substrat.[1] Saput tipis bermutu tinggi germanena telah mendedahkan struktur dua dimensi dengan sifat elektronik novel yang sesuai untuk penggunaan peranti semikonduktor dan penyelidikan sains bahan.

Isi kandungan

Penyediaan dan strukturSunting

Pada September 2014, G. Le Lay dan lain-lain melaporkan pertumbuhan oleh epitaksi alur molekul pada emas (111) - menghasilkan saput beraturan ketebalan atom tunggal dan berbilang fasa dua dimensi. Strukturnya disahkan dengan mikroskopi penerowongan pengimbasan mendedahkan struktur indung madu hampir pipih.[2]

We have provided compelling evidence of the birth of nearly flat germanene—a novel, synthetic germanium allotrope which does not exist in nature. It is a new cousin of graphene.
"Kami telah menyediakan bukti menarik bagi kelahiran germanena hampir pipih—satu alotrop germanium sintetik novel yang tidak wujud di alam semula jadi. Ini merupakan sepupu baharu bagi grafena."
—Guy Le Lay dari Universiti Aix-Marseille, New Journal of Physics

Pengesahan tambahan diperoleh oleh pengukuran spektroskopi dan penghitungan teori fungsi ketumpatan. Perkembangan saput atom tunggal bermutu tinggi dan hampir pipih menghasilkan spekulasi bahawa germanena mungkin menggantikan grafena jika bukan hanya sebagai tambahan kepada sifat novel bagi nanobahan berkaitan.[2][3][4][5][6][7][8] Berdasarkan pemerhatian STM dan penghitungan teori fungsi ketumpatan, pembentukan bagi bentuk germanena yang secara ketara lebih terherot pernah dilaporkan pada platinum.[9][2]

Struktur germanena diperihalkan sebagai "nanohelaian berkedut dua dimensi kegrafenaan kumpulan IV".[10] Penjerapan germanium tambahan kepada helaian kegrafenaan membawa kepada pembentukan unit "dumbel", setiap satu dengan atom luar satah germanium, pada salah satu sisi satah. Dumbel menarik satu sama lain. Susunan berulangan secara berkala bagi struktur dumbel boleh membawa kepada fasa stabil tambahan germanena, dengan sifat elektronik dan magnetik terubah.[11]

Saling tindak germanium telah dikaji pada pelbagai substrat. Saling tindak antara germanena dengan galium arsenida,[12] penghabluran kawalan penukleusan dan aruhan emas,[13] dan substrat emas telah dilaporkan.[4]

SifatSunting

Sifat elektronik dan optik germanena telah ditentukan daripada penghitungan ab initio,[14] dan sifat struktur dan elektronik daripada prinsip pertama.[15] Sifat-sifat ini menjadikan bahan ini sesuai untuk penggunaan dalam saluran transistor kesan medan berprestasi tinggi[16] dan telah menjana perbincangan mengenai penggunaan monolapis unsur ke dalam peranti elektronik lain.[17] Sifat elektronik germanena adalah luar biasa, dan menyediakan peluang jarang untuk menguji sifat fermion Dirac.[18][19] Sifat-sifat luar biasa ini pada amnya dikongsi oleh grafena, silisena, germanena, dan stanena.[19]

RujukanSunting

  1. ^ a b "Graphene gets a 'cousin' in the shape of germanene". http://phys.org/. Institute of Physics. Dicapai 11 September 2014.  pautan luar dalam |work= (bantuan)
  2. ^ a b c Dávila, M. E.; L. Xian, S. Cahangirov, A. Rubio, G. Le Lay (1 September 2014). "Germanene: a novel two-dimensional germanium allotrope akin to graphene and silicene". New Journal of Physics. 16 (9): 095002. doi:10.1088/1367-2630/16/9/095002. ISSN 1367-2630. Dicapai 11 September 2014. 
  3. ^ "Aix-Marseille University Researchers Produce Germanium Allotrope Germanene". Dicapai 11 September 2014. 
  4. ^ a b "Germanene can be alternative to graphene, gold substrate makes it possible". Northern Voices Online. Dicapai 11 September 2014. 
  5. ^ "Gold Substrate Used To Synthesize Graphene's Cousin Germanene". Dicapai 11 September 2014. 
  6. ^ "Graphene gets a 'cousin' in the shape of germanene". Dicapai 11 September 2014. 
  7. ^ "Is this the new graphene?". Dicapai 11 September 2014. 
  8. ^ "New Member In The Family "Germanene"". Dicapai 11 September 2014. 
  9. ^ Li, Linfei; Shuang-zan Lu, Jinbo Pan, Zhihui Qin, Yu-qi Wang, Yeliang Wang, Geng-yu Cao, Shixuan Du, Hong-Jun Gao (20 Mei 2014). "Buckled Germanene Formation on Pt(111)". Advanced Materials. 26 (28): 4820–4824. doi:10.1002/adma.201400909. ISSN 0935-9648. PMID 24841358. Dicapai 11 September 2014. 
  10. ^ Ye, Xue-Sheng; Zhi-Gang Shao, Hongbo Zhao, Lei Yang, Cang-Long Wang (14 Mei 2014). "Intrinsic carrier mobility of germanene is larger than graphene's: first-principle calculations". RSC Advances. 4 (41): 21216–21220. doi:10.1039/C4RA01802H. ISSN 2046-2069. Dicapai 11 September 2014. 
  11. ^ Özçelik, V. Ongun; E. Durgun, Salim Ciraci (7 Ogos 2014). "New Phases of Germanene". The Journal of Physical Chemistry Letters. 5 (15): 2694–2699. doi:10.1021/jz500977v. ISSN 1948-7185. Dicapai 11 September 2014. 
  12. ^ Kaloni, T. P.; Schwingenschlögl, U. (2013). "Weak interaction between germanene and GaAs(0001) by H intercalation: A route to exfoliation". Journal of Applied Physics. 114 (18): 184307. Bibcode:2013JAP...114r4307K. doi:10.1063/1.4830016. ISSN 0021-8979. Dicapai 11 September 2014. 
  13. ^ Park, Jong-Hyeok; Suzuki, Tsuneharu; Kurosawa, Masashi; Miyao, Masanobu; Sadoh, Taizoh (2013). "Nucleation-controlled gold-induced-crystallization for selective formation of Ge(100) and (111) on insulator at low-temperature (∼250 °C)". Applied Physics Letters. 103 (8): 082102. Bibcode:2013ApPhL.103h2102P. doi:10.1063/1.4819015. ISSN 0003-6951. Dicapai 11 September 2014. 
  14. ^ Ni, Zeyuan; Qihang, Liu; Tang, Kechao; Zheng, Jiaxin; Zhou, Jing; Qin, Rui; Gao, Zhengxiang; Yu, Dapeng; Lu, Jing (11 Januari 2012). "Tunable Bandgap in Silicene and Germanene". Nano Letters. 12 (1): 113–118. Bibcode:2012NanoL..12..113N. doi:10.1021/nl203065e. ISSN 1530-6984. PMID 22050667. Dicapai 11 September 2014. 
  15. ^ Scalise, Emilio; Michel Houssa, Geoffrey Pourtois, B. van den Broek, Valery Afanas’ev, André Stesmans (1 Januari 2013). "Vibrational properties of silicene and germanene". Nano Research. 6 (1): 19–28. doi:10.1007/s12274-012-0277-3. ISSN 1998-0124. Dicapai 11 September 2014. 
  16. ^ Kaneko, Shiro; Tsuchiya, Hideaki; Kamakura, Yoshinari; Mori, Nobuya; Ogawa, Matsuto (1 Mac 2014). "Theoretical performance estimation of silicene, germanene, and graphene nanoribbon field-effect transistors under ballistic transport". Applied Physics Express. 7 (3): 035102. Bibcode:2014APExp...7c5102K. doi:10.7567/APEX.7.035102. ISSN 1882-0786. Dicapai 11 September 2014. 
  17. ^ Roome, Nathanael J.; J. David Carey (28 Mei 2014). "Beyond graphene: stable elemental monolayers of silicene and germanene". ACS applied materials & interfaces. 6 (10): 7743–7750. doi:10.1021/am501022x. ISSN 1944-8252. PMID 24724967. 
  18. ^ Wang, Yang; Brar, Victor W.; Shytov, Andrey V.; Wu, Qiong; Regan, William; Tsai, Hsin-Zon; Zettl, Alex; Levitov, Leonid S.; Crommie, Michael F. (September 2012). "Mapping Dirac quasiparticles near a single Coulomb impurity on graphene". Nature Physics. 8 (9): 653–657. Bibcode:2012NatPh...8..653W. doi:10.1038/nphys2379. ISSN 1745-2473. Dicapai 11 September 2014. 
  19. ^ a b Matthes, Lars; Pulci, Olivia; Bechstedt, Friedhelm (2 Oktober 2013). "Massive Dirac quasiparticles in the optical absorbance of graphene, silicene, germanene, and tinene". Journal of Physics: Condensed Matter. 25 (39): 395305. doi:10.1088/0953-8984/25/39/395305. ISSN 0953-8984. Dicapai 11 September 2014. 

Pautan luarSunting