Germanane
Germanane är en enskiktskristall sammansatt av germanium med ett väte bundet i z-riktningen för varje atom, i motsats till germanen som inte innehåller något väte. Inom materialvetenskap visas stort intresse för relaterade enskiktsmaterial, såsom grafen , sammansatt av kol, och silicen, sammansatt av kisel . Sådana material representerar en ny generation halvledare med potentiella tillämpningar i datachips och solceller . Germananes struktur liknar grafen , och därför grafen . Bulk germanium antar inte denna struktur. Germanane har producerats i en tvåstegsrutt som börjar med kalciumgermanid. Från detta material avlägsnas kalciumet genom deinterkalering med HCl för att ge en skiktad fast substans med den empiriska formeln GeH . Ca-ställena i Zintl-fas CaGe 2 växlar med H-atomerna i HCl-lösningen, vilket lämnar GeH och CaCl 2 .
Egenskaper
Germananes elektronrörlighet förutspås vara mer än tio gånger högre än för kisel och fem gånger mer än konventionellt germanium. Vätedopad germanan är kemiskt och fysikaliskt stabil när den utsätts för luft och vatten.
Germanane har ett " direkt bandgap ", som lätt absorberar och avger ljus och är potentiellt användbart för optoelektronik . (Konventionellt kisel och germanium har indirekta bandgap, vilket minskar ljusabsorption eller emission.) Dessutom har Ge-atomerna högre spin-omloppskoppling (jämfört med C i grafen/grafan) vilket kan göra det möjligt för oss att utforska kvantspinn Hall-effekten .
Elektriska och optiska egenskaper
Forskare vid universitetet i Groningen i Nederländerna och universitetet i Ioannina i Grekland har rapporterat om den första fälteffekttransistorn tillverkad med germanan, vilket lyfter fram dess lovande elektroniska och optoelektroniska egenskaper. Germanane FET:s visar transport i både elektron- och håldopade regimer med på/av-strömförhållande på upp till 10 5 (10 4 ) och bärarrörlighet på 150 cm 2 (Vs) −1 (70 cm 2 (Vs) −1 ) vid 77 K (rumstemperatur). En betydande förbättring av enhetens konduktivitet under belysning med 650 nm röd laser observeras.