Forskere opdager ny bådform af lovende halvleder GeSe

Princeton-forskere har opdaget en ny form for den simple forbindelse GeSe, der overraskende er undsluppet at blive opdaget indtil nu. Denne såkaldte beta-GeSe-forbindelse har en ringtypestruktur som grafen, og dens monolagsform kunne have tilsvarende værdifulde egenskaber til elektroniske applikationer, ifølge undersøgelsen offentliggjort i Journal of the American Chemical Society .

Grafen er blevet hyldet som et todimensionelt vidundermateriale til elektronik, men dets mangel på et båndgab har hindret dets udvikling til enheder. Som sådan, et nært beslægtet materiale, sort fosfor, har fået intens forskningsbevågenhed, fordi den har et lille båndgab og en høj ladebærermobilitet, og kan nemt reduceres til nanometertykkelser. Forskerne har beregnet, at GeSe er meget analogt med sort fosfor og kan betragtes som et pseudo-gruppe-V-element.

Under ekstremt pres, sort fosfor omdannes til en simpel kubisk form, så holdet spekulerede på, om det samme kunne gøres med GeSe og opvarmede den rigelige alfa-GeSe-form af forbindelsen til 1200 °C under 6 GPa tryk eller 60, 000 gange atmosfærisk tryk.

"Det, vi fandt, var ikke kun en ny slags GeSe - som allerede er ukonventionel i sig selv, fordi man sjældent finder nye binære forbindelser længere - men at den har denne usædvanlige "båd"-konformation, som vi blev forbløffet over, " sagde førsteforfatter af undersøgelsen Fabian von Rohr, en postdoc-forsker i Robert Cavas laboratorium, Russell Wellman Moore professor i kemi.

beta-GeSe's sjældne "båd"-form er sandsynligvis stabiliseret af den lidt mindre afstand mellem dens lag, mens sort fosfor og alpha-GeSe findes i standard "stol" konformationer. Forskellen i strukturer giver anledning til forbindelsernes forskellige elektroniske egenskaber. Forskerne fandt ud af, at beta-GeSe har en båndgab størrelse mellem sort fosfor og alfa-GeSe, hvilket kan vise sig lovende for fremtidige ansøgninger. GeSe er også et attraktivt materiale til elektronik, fordi det er robust under omgivende forhold, mens sort fosfor er reaktivt over for både luft og vand.