Arriva il germanano: monostrati di germanio dello spessore di un atomo

Arriva il germanano: monostrati di germanio dello spessore di un atomo

La Ohio State University riesce a realizzare monostrati di germanio idrogeno-terminati, che mostrano proprietà elettroniche molto convincenti ed una maggior facilità di realizzazione rispetto al grafene e al grafano

di Andrea Bai pubblicata il , alle 09:31 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di ricercatori della Ohio State University è riuscita a definire un nuovo metodo per la deposizione del germanio in monostrati, potendo così realizzare un materiale dalle prestazioni di gran lunga superiori a quelli del silicio e che rappresenta una alternativa di facile realizzazione anche rispetto ai materiali di prossima generazione come, ad esempio, il grafene.

Joshua Goldberger, professore della OSU, ha commentato: "Siamo stati capaci di realizzare il corrispettivo in germanio del grafene, un singolo strato idrogeno-terminato proprio come i materiali in grafene, ma molto più semplice da realizzare. Nel processo lo abbiamo trasformato da un materiale a banda proibita indiretta a un materiale a banda proibita diretta, rendendolo adatto anche per applicazioni ottiche". Il materiale è stato battezzato "germanano", imitando il nome di "grafano" che indica monostrati di grafene idrogeno-terminati.

Già altri ricercatori hanno cercato di fabbricare monostrati di germanio, ma hanno incontrato problemi simili a quelli della realizzazione dei monostrati di grafene e cioè la difficoltà di crescere reticoli cristallini puri su un intero wafer.

Il professore afferma di essere stato in grado di sintetizzare per la prima volta i reticoli cristallini di germanio idrogeno-terminato, grazie ad un processo di de-intercalazione topochimica: Goldberger ha interposto atomi di calcio tra monostrati di germanano, facilitando in questo modo la crescita su laga scala, dissolvendo quindi il calcio e riempendo i vuoti del reticolo con atomi di idrogeno allo scopo di impedire l'ossidazione. I ricercatori sono stati quindi capaci di esfoliare monostrati di germanano da sottoporre a test di laboratorio.

A differenza del carbonio (su cui si basa il grafene), il germanio può essere fatto crescere più facilmente utilizzando i macchinari per la produzione di semiconduttori. Goldberger sottolinea che il nuovo materiale potrà essere utilmente impiegato nella realizzazione di dispositivi optoelettronici e sensori avanzati, dal momento che la sua mobilità elettronica è cinque volte superiore a quella del germanio grezzo (ovvero circa 10 volte superiore a quella del silicio), con una banda proibita di 1,53eV, leggermente più elevata di quella dell'arseniuro di gallio.

Per certi versi si può parlare di un ritorno al passato, dal momento che il germanio è stato il primo materiale utilizzato per la realizzazione dei transistor, nelle prime sperimentazioni portate avanti nel corso del 1947 dagli AT&T Bell Labs. Sin da allora il silicio ha poi assunto il titolo di materiale d'elezione per la realizzazione di semiconduttori, anche se si segnala negli anni recenti un ritorno all'impiego del germanio per la realizzazione di rilevatori ottici analogici e ricetrasmettitori digitali ad elevate prestazioni.

Il prossimo passo dei ricercatori è la realizzazione di dispositivi funzionanti con il nuomo materiale e la sperimentazione di varie molecole di terminazione oltre all'idrogeno, che possano funzionare da droganti per enfatizzare proprietà elettriche ed ottiche. Attualmente il materiale risulta essere stabile fino alla temperatura di 75°C: anche su questo versante i ricercatori sperano di poter spingere questo limite ulteriormente verso l'alto per aprire la porta all'impiego del materiale in una più vasta gamma di impieghi.

10 Commenti
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SUPERALEX13 Aprile 2013, 14:06 #1
se non bestemmio guarda
mrctrgcrg13 Aprile 2013, 14:36 #2
Originariamente inviato da: SUPERALEX
se non bestemmio guarda


sundraw8313 Aprile 2013, 15:20 #3
prima il grafene, ora il germanano speriamo di vedere presto in pratica tutto questo progresso.
djfix1313 Aprile 2013, 21:38 #4
'presto' significa i primi sample tra 5 anni...se si possono usare per i sensori delle fotocamere avremo sensibilità molto più elevate e quindi meno rumore.
slvido14 Aprile 2013, 05:52 #5
il problema è che, fino a che potranno spingere al limite il silicio, andranno avanti ad usarlo. Quando il silicio raggiungerà il suo limite, allora passeranno ad altro.
EagleStar14 Aprile 2013, 12:46 #6
Dal titolo ho pensato subito ad un arrivo al potere di un parente del NANO "nostrano" anche in Germania....
amon.akira14 Aprile 2013, 20:00 #7
lol
simonk15 Aprile 2013, 20:46 #8
Ma chi è ghel mona ghe sbatte le porte!
rikigst15 Aprile 2013, 21:07 #9
Originariamente inviato da: simonk
Ma chi è ghel mona ghe sbatte le porte!


Come se ciama elo lì?...Gaetano!
EagleStar15 Aprile 2013, 22:34 #10
Non oso immaginare come lo avrebbero chiamato se al posto del Germanio avessero usato lo Stronzio....

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