Новости перспективных технологий

В экспериментах зафиксировано образование кремниевого аналога графена

Изображения с сайта compulenta.ru

Две научные группы из Европы и Японии успешно синтезировали листы двумерного силицена — кремниевого аналога графена.

Согласно определению, силицен представляет собой атомарный слой кремния с характерной для графена гексагональной решёткой. Поскольку кремний находится прямо под углеродом в периодической таблице элементов, а структуры силицена и графена аналогичны, материалы приобретают ещё и схожие электронные свойства. Носители заряда в них ведут себя как безмассовые частицы и характеризуются линейной зависимостью энергии от импульса, изображаемой в виде так называемых конусов Дирака, о которых «КЛ» уже рассказывала.

Силицен на дибориде циркония. Элементарная ячейка решётки ZrB2 выделена зелёным, а сотовая решётка силицена — синим. Верхняя микрофотография имеет размер 20×9,5 нм, а нижняя — 4,2×2 нм. (Иллюстрация из Physical Review Letters.)

Отличительной чертой силицена теоретики называют то, что на нём легко образуются «складки», а постоянная его решётки может принимать самые разные значения. Когда соседние атомы Si выходят из общей плоскости, электронные свойства материала модифицируются, что может, скажем, привести к образованию запрещённой зоны.

Сообщения об экспериментальном наблюдении силицена начали появляться несколько лет назад, о чём мы также говорили. Эти отчёты, однако, основывались на данных одной лишь сканирующей туннельной микроскопии и казались не слишком надёжными. По словам руководителя европейской группы Патрика Фогта (Patrick Vogt), сотрудника Берлинского технического университета, он намеренно пытался воспроизвести результаты одной из прошлых работ, опубликованной в журнале Applied Physics Letters в 2010-м и содержавшей сведения о «невероятно малых» расстояниях между атомами кремния в силицене, но это ни к чему не привело.

Новые статьи, вышедшие в Physical Review Letters, представляются более основательными: их авторы изучили не только структурные, но и электронные свойства синтезированных слоёв, доказав, что в опытах действительно был получен силицен. Европейцы «вырастили» лист двумерного кремниевого материала на серебряной подложке, а японцы использовали подложку из диборида циркония ZrB2 с заметно отличающейся постоянной решётки.

Информация с сайта compulenta.ru с ссылкой на physicsworld.com.

Автор оригинального текста: Дмитрий Сафин.