WPI-MANA développe une croissance directe de Germanène, marquant une étape majeure dans la fabrication de dispositifs électroniques

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TSUKUBA, Japon, 21 juillet 2021 /PRNewswire/ -- Une équipe de WPI-MANA a réussi à faire croître directement du germanène recouvert de h-BN sur la surface d'argent Ag(111). Elle estime qu'il s'agirait d'une technique prometteuse dans la fabrication de dispositifs électroniques à base de germanène à l'avenir.

(Image: https://kyodonewsprwire.jp/prwfile/release/M105739/202107067300/_prw_PI1fl_nJmUwabT.jpg)

Le groupe WPI-MANA a développé le germanène aux interfaces du graphène/Ag(111) et du nitride de bore hexagonal (h-BN)/Ag(111) en séparant les atomes de germanium. Un simple procédé de recuit à l'azote (N2) ou à l'hydrogène/argon (H/Ar) soumis à la pression ambiante a conduit à la formation de germanène, ce qui indique que des conditions de vide ultraélevé ne sont pas nécessaires dans ce processus. Le germanène ainsi obtenu était stable dans l'air et uniforme sur toute la zone couverte d'un matériau van der Waals (vdW).

Le germanène fait partie d'un groupe d'éléments avec des treillis alvéolaires bidimensionnels, tels que le silicène, le stanène et le plumbène, qui sont collectivement connus sous le nom de xénètes. Ces substances ont des propriétés électroniques semblables à celles du graphène, y compris une mobilité des porteurs extrêmement élevée. Contrairement au graphène, cependant, la structure cristalline en nid d'abeille des xénes n'est pas plate, mais bouclée, ce qui permet de contrôler leurs écarts de bande en appliquant un champ électrique. Une telle contrôlabilité de l'intervalle de bande permettrait de surmonter le problème du graphène sans trou pour les futures applications de dispositifs électroniques. Ainsi, l'utilisation des xénètes dans l'électronique est hautement souhaitable.

D'après une autre constatation importante, le groupe a découvert qu'il était nécessaire d'utiliser un matériau vdW comme couche de finition pour sa méthode de croissance du germanène, puisque l'utilisation d'une couche de finition Al2O3 n'a entraîné aucune formation de germanène.

Les résultats prouvent également que la spectroscopie Raman dans l'air est un outil puissant pour caractériser le germanène à une interface.

Cette recherche a été réalisée par Seiya Suzuki, Chargée de recherche ICYS (Centre international des jeunes scientifiques, ICYS-NAMIKI), Tomonobu Nakayama, Directeur adjoint (WPI-MANA) et leurs collaborateurs.

« Croissance directe du germanène aux interfaces entre les matériaux Van der Waals et Ag(111) »

Seiya Suzuki et al, Advanced Functional Materials (20 novembre 2020)

https://doi.org/10.1002/adfm.202007038

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