Графен и кремний в электронике будущего заменит германин
Он состоит из слоев толщиной всего один атом и может совершить революцию в электронике. Многие, наверное, подумали о графене, но это не так. Ученые из Университета штата Огайо вместо графена из атомов углерода создали из слоев германия, который более 60 лет назад использовался для создания первых в мире транзисторов, новый материал под названием германин. Он имеет ряд преимуществ над кремнием и может заменить последний в индустрии полупроводников.
«Большинство думает, что именно графен является электронным материалом будущего», — сказал профессор Джошуа Голдбергер из Университета штата Огайо. — «В то же время кремний и германий являются материалами настоящего. Более 60 лет в поисках методов создания микросхем из германия – это цена, которую пришлось заплатить. Это время ушло на поиски уникальных соединений кремния и германия с наилучшими свойствами для использования преимуществ созданных материалов с минимальными затратами при существующих технологиях».
Над созданием германина работало множество ученых на протяжении нескольких последних десятков лет, но специальный подход Голдбергера и его команды позволил им первыми научиться получать материал в необходимых количествах для детального анализа свойств и начала массового производства.
В природе германий образовывается в многослойные кристаллы. Несколько слоев из германия толщиной в один атом соединены между собой и очень нестабильны. Ученые из Университета штата Огайо создали собственные кристаллы германия с атомами кальция между слоями. Позже кальций был растворен с помощью воды, а освободившаяся химическая связь заполнилась водородом. Таким образом удалось разделить слои и выделить германин.
По словам ученых, электронная проводимость кристаллов германина в 10 раз выше, чем у кремния и в 5 раз выше по сравнению с обычным германием. Более того, германин сохраняет стабильность при воздействии воздуха и воды, чего не скажешь о кремнии. Он также хорошо поглощает и излучает свет, что делает его подходящим материалом для производства солнечных элементов.
В настоящее время Голдбергер и его команда пытаются улучшить свойства германина путем изменения электронной конфигурации в пределах одного слоя.
