Силицен обещает больше, чем графен

Группе ученых под руководством Патрика Фогта из Технического Университета Берлина и Паолы де Падова из Института структуры материалов (Италия) удалось получить силицен, просто осадив пары кремния на поверхность кристалла серебра. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Ученые ищут перспективные материалы для наноэлектроники.

Большие надежды возлагают на графен, обладающий уникальными физическими свойствами и имеющий структуру «сотовых ячеек», но, к сожалению, пока не достигнут ощутимый прорыв в инженерных решениях. Кремний – компонент микросхем, и многим представляются привлекательными с этой точки зрения наноматериалы на основе кремния, поскольку, как предполагают, интегрировать их в микросхемы будет легче, чем графен.

Силицен сначала был предсказан теоретически, как наноматериал со складчатой структурой поверхности толщиной в один атом и распределением электронов, обладающих свойствами фермионов Дирака.

Попытки получить силицен предпринимались неоднократно различными группами ученых. Но эта – первая, наиболее убедительная, в которой теоретически предсказанные свойства были подтверждены экспериментально. Используя методы сканирующей туннельной микроскопии и угловой разрешающей фотоэмиссионной спектроскопии в сочетании с расчетами, основанными на теории функционала плотности, исследователи определили межатомные расстояния и валентные углы. Их данные совпали с теоретическими предсказанными значениями.

Строения атомарного 2D-слоя силицена. STM-изображение заполненных ячеек:
(a) начальная стадия – поверхность чистого Ag (111)-(1х1), Ubias = - 0,2 V, I = 1,93 nA);
(b) (4х4) слой силицена (Ubias = - 1,4 V, I = 0,29 nA).

(c) Моделирование строения силицена на поверхности Ag (111). Атомы Si «сидят» на «вершине» атомов Ag. В правом нижнем углу: шаростержневая модель слоя силицена (без серебра). Растояние Si–Si равно 0,22 нм.