锗烯

锗烯是由单层锗原子构成的材料。 这种材料的制造过程类似于硅烯和石墨烯，其中使用高真空和高温在基板上沉积一层锗原子。 高质量的锗烯薄膜揭示了不寻常的二维结构，具有适用于半导体器件应用和材料科学研究的新颖电子特性。

2014 年 9 月，G. Le Lay 等人报道了通过分子束外延在具有米勒指数 (111) 的晶格中的金表面沉积单原子厚度、有序和二维多相薄膜。 该结构通过扫描隧道显微镜 (STM) 证实，显示出几乎平坦的蜂窝结构。

我们提供了令人信服的证据，证明近乎平坦的锗烯的诞生——一种自然界中不存在的新型合成锗同素异形体。 它是石墨烯的新表亲。

—> Guy Le Lay，艾克斯-马赛大学，新物理学杂志

通过光谱测量和密度泛函理论计算获得了额外的确认。 高质量和近乎平坦的单原子薄膜的发展引发了人们的猜测，即锗烯可能会取代石墨烯，如果不仅仅是增加相关纳米材料的新特性的替代品的话。

Bampoulis 等人报道了在 Ge2Pt 纳米晶体的最外层形成锗烯。 Ge2Pt 纳米晶体上锗烯的原子分辨 STM 图像揭示了弯曲的蜂窝结构。 该蜂窝晶格由两个六边形子晶格组成，它们在垂直方向上彼此错开 0.2 Å。 发现最近邻距离为 2.5±0.1 Å，与锗烯中的 Ge-Ge 距离非常一致。

根据 STM 观察和密度泛函理论计算，据报道在铂上形成了明显更扭曲形式的锗烯。 锗烯晶体在 GaAs(0001) 上的外延生长也得到了证明，计算表明最小的相互作用应该允许锗烯很容易地从该衬底上去除。

锗烯的结构被描述为类IV石墨烯的二维弯曲纳米片。 将额外的锗吸附到类石墨烯片上会导致形成哑铃单元，每个哑铃单元都有两个面外锗原子，一个在平面的两侧。 哑铃相互吸引。 哑铃结构的周期性重复排列可能导致锗烯的额外稳定相，具有改变的电子和磁性。

2018 年 10 月，Junji Yuhara 等人报道了通过偏析法很容易制备锗烯，在 Ge 衬底上使用裸露的 Ag 薄膜，并实现了其原位外延生长。 通过分离方法生长类似于石墨烯和硅烯的锗烯，被认为在技术上对于轻松合成和转移这种极具前景的二维电子材料非常重要。

锗烯的电子和光学特性是根据从头计算确定的，结构和电子特性是根据xxx性原理确定的。 这些特性使该材料适用于高性能场效应晶体管的沟道，并引发了关于在其他电子设备中使用单分子层的讨论。 锗烯的电子特性不同寻常，为测试狄拉克费米子的特性提供了难得的机会。 锗烯没有带隙，但将一个氢原子连接到每个锗原子上会产生一个。 这些不寻常的特性通常为石墨烯、硅烯、锗烯、锡烯和铅烯所共有。