Germanene… che meraviglia!

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germanene

germanene C’è chi lo definisce il “nuovo materiale delle meraviglie”, soppiantatore del primato detenuto dal grafene. Potrebbe essere. Le potenzialità del Germanene sono di sicuro interesse, sebbene le reali opportunità, anche in termini economici, siano ancora in fase valutativa.

Cosa è:  Germanene è composto da atomi di Germanio, un elemento semiconduttore noto da tempo in elettronica, disposti secondo una struttura esagonale tale da formare cristalli praticamente monostrato, rendendo così il materiale essenzialmente bidimensionale.
La storia: materiale molto giovane, il Germanene è stato teorizzato nel 2009 ma solo nel 2014 è stato possibile realizzarlo da due team di ricerca, uno cinese e uno europeo. La soluzione tecnologica adottata dai due gruppi, che hanno lavorato in maniera indipendente, è simile: gli europei hanno deposto il germanio su un substrato d’oro, ottenendo una struttura a nido d’ape simile a quella del grafene, mentre la deposizione dei cinesi è su uno strato di platino. Al momento sembra che la tecnica europea sia più idonea ad una produzione industriale, o quantomeno su larga scala, non tanto per la semplicità di realizzazione, ma per una questione di costi. I ricercatori europei ritengono infatti che, in tempi brevi, sarà possibile produrre Germanene sfruttando un substrato d’oro molto sottile, montato su un supporto flessibile, in modo da contenere significativamente i costi.
Le proprietà: a chi si chiede quali possano essere le proprietà di questo nuovo materiale, è difficile dare una risposta, anche se gli studi fin qui svolti sembrano porlo, in termini di proprietà chimiche e fisiche, ad un livello superiore a quello del grafene. In realtà, il Germanene è creato il laboratorio e quindi dovrebbero essere possibili manipolazioni, ovviamente su scala nanometrica, in grado di conferire le caratteristiche desiderate. La presenza del germanio conferisce al Germanene, ottime proprietà di conduzione elettrica, cui si associa un’altra proprietà molto interessante: il band gap, la “banda proibita” tipica dei semiconduttori, cioè l’intervallo nei livelli di energia entro cui gli elettroni non possono trovarsi. La presenza del band gap, e la sua relativa facilità di manipolazione, sembrano rendere questo materiale particolarmente interessante per la costruzione di circuiti logici e dispositivi elettronici ad elevate velocità. Se è vero che il computer quantistico sarà il futuro del trattamento ed elaborazione dati, il Germanene, sottilissimo, flessibile, stabile,con elevata conduttività, potrebbe rappresentare la risposta alle esigenze di  miniaturizzazione spinta e di velocità, raggiungendo livelli ad oggi inimmaginabili.

Immagine simulata e sperimentale di germanene su una superficie d'oro (M E Dávila et al. - http://iopscience.iop.org/1367-2630/16/9/095002/article)
Immagine simulata e sperimentale di germanene su una superficie d’oro (M E Dávila et al. – http://iopscience.iop.org/1367-2630/16/9/095002/article)

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