Laagjes germanium van één atooom dik leveren misschien nog betere elektronica op dan grafeen. Ze zijn stabiel en ze vertonen de ‘band gap’ die bij grafeen node wordt gemist, schrijven Joshua Goldberger en collega’s van Ohio State University in ACS Nano.

Volgens Goldberger heeft germanium bovendien het grote voordeel dat er al 60 jaar transistoren van worden gemaakt en dat de halfgeleiderindustrie dus al weet hoe ze met het spul moet omgaan.

Zijn groep is er voor het eerst in geslaagd om redelijke hoeveelheden flinterdun germanium in handen te krijgen. Of eigenlijk germanaan, dat is germanium waarvan de randen zijn gegarneerd met waterstofatomen.

Ze maakten het door een mengsel van germanium- en calciumkernen te laten uitkristalliseren, waarna ze het calcium met water wegwasten en de ontstane gaten opvulden met waterstof. Van de resulterende kristallen blijk je laagjes van één of meer germaniumatomen dik te kunnen afpellen, ongeveer net zoals je met grafiet doet om grafeen te winnen. En die laagjes kun je dan weer overbrengen naar een ondergrond van silicium of siliciumoxide.

Germanaan blijkt beneden 75 graden Celsius stabieler te zijn dan silicium. Na 5 maanden in de buitenlucht is het nog nauwelijks geoxideerd.

Heel belangrijk is dat elektronen er tien keer zo snel doorheen gaan als door silicium. En dat het dunne materiaal, anders dan dikkere blokken germanium, een ‘direct band gap’ vertoont en dus heel efficiënt licht kan absorberen.

Het gaat nog even duren eer het praktisch toepasbaar is maar op grafeen moet je nog langer wachten, voospelt Goldberger: “Most people think of graphene as the electronic material of the future, but silicon and germanium are still the materials of the present.”

bron: Ohio State University