Germanano

El germanano es un cristal monocapa compuesto de germanio con un hidrógeno enlazado en la dirección z para cada átomo, ^{[ 1 ]} a diferencia del germaneno que no contiene hidrógeno. En ciencia de materiales , se muestra gran interés en materiales monocapa relacionados, como el grafeno , compuesto de carbono, y el siliceno, compuesto de silicio . Estos materiales representan una nueva generación de semiconductores con aplicaciones potenciales en chips de computadora y células solares . La estructura del germanano es similar a la del grafano y, por lo tanto, al grafeno. El germanio a granel no adopta esta estructura. El germanano se ha producido en una ruta de dos pasos que comienza con germanuro de calcio . De este material, el calcio se elimina por desintercalación con HCl para dar un sólido laminar con la fórmula empírica GeH . ^{[ 2 ]} Los sitios de Ca en la fase de Zintl CaGe ₂ se intercambian con los átomos de H en la solución de HCl, lo que deja GeH y CaCl ₂ .

Se predice que la movilidad electrónica del germanano es más de diez veces mayor que la del silicio y cinco veces mayor que la del germanio convencional. El germanano dopado con hidrógeno es química y físicamente estable cuando se expone al aire y al agua. ^{[ 2 ]}

El germanano tiene una " banda prohibida directa ", lo que facilita la absorción y emisión de luz, y resulta potencialmente útil para la optoelectrónica . ^{[ 3 ]} (El silicio y el germanio convencionales tienen bandas prohibidas indirectas, lo que reduce la absorción o emisión de luz). Además, los átomos de Ge presentan un acoplamiento espín-órbita mayor (en comparación con el C en el grafeno/grafano), lo que nos permite explorar el efecto Hall de espín cuántico.

Investigadores de la Universidad de Groningen en los Países Bajos y la Universidad de Ioannina en Grecia han informado sobre el primer transistor de efecto de campo fabricado con germanano, destacando sus prometedoras propiedades electrónicas y optoelectrónicas. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Los FET de germanano muestran transporte en regímenes dopados con electrones y huecos con una relación de corriente de encendido/apagado de hasta 10 ⁵ (10 ⁴ ) y movilidades de portadores de 150  cm ² (Vs) ⁻¹ (70  cm ² (Vs) ⁻¹  ) a 77 K (temperatura ambiente). Se observa una mejora significativa de la conductividad del dispositivo bajo iluminación con láser rojo de 650 nm.

• Excitones intensos en nuevos cristales bidimensionales: silicano y germanano.