p O germaneno é um material 2-D derivado do germânio e relacionado ao grafeno. Como não é estável fora das câmaras de vácuo em que é produzido, nenhuma medida real de suas propriedades eletrônicas foi feita. Cientistas liderados pelo Prof. Justin Ye, da Universidade de Groningen, já produziram dispositivos com germaneno estável. O material é um isolante, e torna-se um semicondutor após aquecimento moderado e um condutor metálico muito bom após aquecimento mais forte. Os resultados foram publicados na revista Nano Letras . p Materiais de apenas uma camada atômica são de interesse na construção de novos tipos de microeletrônica. O mais conhecido deles, grafeno, é um excelente maestro. Materiais como silício e germânio também podem ser interessantes, pois são totalmente compatíveis com protocolos bem estabelecidos para fabricação de dispositivos, e poderia ser perfeitamente integrado à tecnologia de semicondutores atual.

p "Mas a versão 2-D do germânio, germaneno, é muito instável, "explica o professor associado de física de dispositivos da Universidade de Groningen, Justin Ye. O germânio é feito de germânio com a adição de cálcio. Os íons de cálcio criam camadas 2-D a partir de um cristal 3-D e são substituídos por hidrogênio. Essas camadas 2-D de germânio e o hidrogênio são chamados de germanano. Mas uma vez que o hidrogênio é removido para formar o germaneno, o material se torna instável.

p Ye e seus colegas resolveram isso de uma maneira notavelmente simples. Eles fizeram dispositivos com o germanano estável, e então aqueceu o material para remover o hidrogênio. Isso resultou em dispositivos estáveis ​​com germaneno, o que permitiu aos cientistas estudar suas propriedades eletrônicas.

p Hidrogênio

p “O material inicial era um isolante, "diz Ye. Um estudante de doutorado de seu grupo aqueceu esses dispositivos, que é um método experimentado e testado para aumentar a condutividade. Ele observou que o material se tornou muito condutor, e sua resistência era apenas uma ordem de magnitude acima da do grafeno. "Portanto, tornou-se um excelente condutor metálico." Outros experimentos mostraram que o aquecimento moderado (até 200 ° C) produziu germanano semicondutor.

p Germanene pode, Portanto, seja um isolante, um semicondutor ou condutor metálico, dependendo do tratamento térmico com o qual é processado. Ele permanece estável após ser resfriado à temperatura ambiente. O aquecimento faz com que os flocos multicamadas de germaneno se tornem mais finos - a confirmação de que a mudança na condutividade é provavelmente causada pelo desaparecimento do hidrogênio.

p Germanene pode ser de interesse na construção de dispositivos spintrônicos. Esses dispositivos usam uma corrente de spins de elétrons. Esta é uma propriedade da mecânica quântica dos elétrons, que pode ser melhor imaginado como elétrons girando em torno de seu próprio eixo, fazendo com que se comportem como pequenas agulhas de bússola. O grafeno é um excelente condutor de spins de elétrons, mas é difícil controlar spins neste material por causa de sua interação fraca com os átomos de carbono (acoplamento spin-órbita).

p "Os átomos de germânio são mais pesados, o que significa que há um acoplamento spin-órbita mais forte, "diz Ye. Isso forneceria um melhor controle dos spins. Ser capaz de construir germaneno metálico com excelente condutividade e forte acoplamento spin-órbita deve, portanto, abrir caminho para dispositivos spintrônicos.