單原子層鍺——電子產(chǎn)業(yè)的未來？
2015年02月18日 11:34 5445次瀏覽 來源： 新材料在線 分類： 新技術(shù)
據(jù)Science Daily 本月14日報道，俄亥俄州立大學化學系助理教授Joshua Goldberger在美國科學促進協(xié)會會議上宣布了一項重大成果，在制備單鍺（單原子層鍺）的方法上取得了重大進展。
2013年，Goldberger的實驗室第一個成功制備出了單原子層鍺—由于它非常薄，因此你可以把它看成是二維的。在那之后，他和他的研究小組就一直在研究單鍺原子間的共價鍵，并向其中摻雜錫單質(zhì)制備復合材料。
他們的目標是制備一種運輸電子效率10倍于硅的材料，并且具有更好的光學性能，后者是提高LED和激光器效率的關(guān)鍵。
“通過調(diào)節(jié)單鍺的原子鍵，我們就可以改變材料的電子結(jié)構(gòu)，也就可以控制單鍺吸收能量的多寡。” Goldberger解釋道。“因此，理論上我們是可以制造出一種能吸收所有波長的光的材料，或者能吸收不同光的材料，這統(tǒng)統(tǒng)取決于原子鍵。”
該研究小組試圖從傳統(tǒng)的硅工業(yè)制法中獲得啟發(fā)，以便單鍺能盡快產(chǎn)業(yè)化。
除了在傳統(tǒng)的半導體工業(yè)中有強大的潛力外，摻雜了錫的單鍺更是有驚人的表現(xiàn)：在室溫下電導率達100%。Goldberger教授解釋道，較重的錫原子讓單鍺變成了一種2D的“拓撲絕緣體”，這意味著該材料僅在邊緣導電。理論上要制備這種材料，上表面與下表面之間成的鍵得非常特殊，比如像OH鍵。
Goldberger的實驗室還確認，這種材料的化學穩(wěn)定性非常好。他們制備了錫原子摻雜率為9%的單鍺，發(fā)現(xiàn)錫原子能與單鍺原子層上下的羥基成鍵。目前，Goldberger的研究團隊正致力于制備純錫的二維衍生物。
責任編輯：趙天寧
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