鍺烯
編輯鍺烯是由單層鍺原子構成的材料。 這種材料的制造過程類似于硅烯和石墨烯,其中使用高真空和高溫在基板上沉積一層鍺原子。 高質量的鍺烯薄膜揭示了不尋常的二維結構,具有適用于半導體器件應用和材料科學研究的新穎電子特性。
制備和結構
編輯2014 年 9 月,G. Le Lay 等人報道了通過分子束外延在具有米勒指數 (111) 的晶格中的金表面沉積單原子厚度、有序和二維多相薄膜。 該結構通過掃描隧道顯微鏡 (STM) 證實,顯示出幾乎平坦的蜂窩結構。
我們提供了令人信服的證據,證明近乎平坦的鍺烯的誕生——一種自然界中不存在的新型合成鍺同素異形體。 它是石墨烯的新表親。
—> Guy Le Lay,艾克斯-馬賽大學,新物理學雜志
通過光譜測量和密度泛函理論計算獲得了額外的確認。 高質量和近乎平坦的單原子薄膜的發展引發了人們的猜測,即鍺烯可能會取代石墨烯,如果不僅僅是增加相關納米材料的新特性的替代品的話。
Bampoulis 等人報道了在 Ge2Pt 納米晶體的最外層形成鍺烯。 Ge2Pt 納米晶體上鍺烯的原子分辨 STM 圖像揭示了彎曲的蜂窩結構。 該蜂窩晶格由兩個六邊形子晶格組成,它們在垂直方向上彼此錯開 0.2 ?。 發現最近鄰距離為 2.5±0.1 ?,與鍺烯中的 Ge-Ge 距離非常一致。
根據 STM 觀察和密度泛函理論計算,據報道在鉑上形成了明顯更扭曲形式的鍺烯。 鍺烯晶體在 GaAs(0001) 上的外延生長也得到了證明,計算表明最小的相互作用應該允許鍺烯很容易地從該襯底上去除。
鍺烯的結構被描述為類IV石墨烯的二維彎曲納米片。 將額外的鍺吸附到類石墨烯片上會導致形成啞鈴單元,每個啞鈴單元都有兩個面外鍺原子,一個在平面的兩側。 啞鈴相互吸引。 啞鈴結構的周期性重復排列可能導致鍺烯的額外穩定相,具有改變的電子和磁性。
2018 年 10 月,Junji Yuhara 等人報道了通過偏析法很容易制備鍺烯,在 Ge 襯底上使用裸露的 Ag 薄膜,并實現了其原位外延生長。 通過分離方法生長類似于石墨烯和硅烯的鍺烯,被認為在技術上對于輕松合成和轉移這種極具前景的二維電子材料非常重要。
屬性
編輯鍺烯的電子和光學特性是根據從頭計算確定的,結構和電子特性是根據xxx性原理確定的。 這些特性使該材料適用于高性能場效應晶體管的溝道,并引發了關于在其他電子設備中使用單分子層的討論。 鍺烯的電子特性不同尋常,為測試狄拉克費米子的特性提供了難得的機會。 鍺烯沒有帶隙,但將一個氫原子連接到每個鍺原子上會產生一個。 這些不尋常的特性通常為石墨烯、硅烯、鍺烯、錫烯和鉛烯所共有。
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