據物理學家組織網4月10日報道（dào），60年前，鍺被用來（lái）做（zuò）成了第一塊晶體管，但隨後被（bèi）矽（guī）取代，現（xiàn）在，美（měi）國科學家首次成功製造出了單原子厚度的鍺??單鍺（germanane），其電（diàn）子遷（qiān）移率是矽（guī）的10倍，因而有望取代矽用於製造更好的晶體管。研究發表在最新一期的美國化（huà）學會《納米（mǐ）》雜誌上。

      單鍺的（de）結構同由單層碳原子（zǐ）組成的二維結（jié）構的（de）石（shí）墨烯有異（yì）曲同工之（zhī）處，石墨烯目前是世上最薄、最（zuì）堅硬（yìng）也是電阻率最小的納米材料，因此被期待用於製造更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管，但目（mù）前（qián）石墨烯（xī）還沒有被商用。

      俄亥俄州立大學化學係的助理教授約書亞?戈德伯格表示（shì）：“很多人將石墨（mò）烯看成是未來的電子材料，但（dàn）矽和鍺目前仍占據芯片製造的（de）主流，因此，我們（men）一直在尋找具有獨特形（xíng）式的矽和鍺，其性（xìng）能更優異、製造成本更低且可以用現（xiàn）有技術處理。最終，我們製造出了穩定的單原子層的鍺??單（dān）鍺。”

      此前研（yán）究人員就嚐試過製造單鍺，但（dàn）這是首次成（chéng）功地製造出（chū）足夠數量的單鍺來詳細研究其屬（shǔ）性；而且他們也證明，當接觸空氣和（hé）水（shuǐ）時，單鍺的性能仍能保持穩（wěn）定。

      在自然界中，鍺很容易形成多層（céng）晶體，其中的每個原子層緊緊依附在一起，這就使單原子層（céng）鍺（zhě）的性能不穩定。為了解決這個（gè）問題，戈德伯格團隊（duì）首先製（zhì）造出了多層的鍺晶體，並在每層之間擠入了一些鈣原子，接著用水將鈣溶（róng）解（jiě），並用（yòng）氫原子填滿留下的化學鍵，最（zuì）後剝下了單（dān）層鍺。

      填充了氫原子的（de）單鍺的化學穩定性比傳統矽要好，不會像矽那（nà）樣在空氣和水中氧化（huà），這就使得單鍺很容易使用傳統的芯（xīn）片製造技（jì）術進（jìn）行處理。而且，單鍺擁有“直接帶隙”，這意味著它很容易吸收或釋放光；而傳統的矽和鍺則擁有間接（jiē）帶隙，很難吸收或者釋（shì）放光，這就使得單鍺能（néng）在（zài）光電子學領域大有作為。科學家們（men）解釋道：“如果你想在一塊太陽能電池上使用擁（yōng）有間接帶隙的材（cái）料，你必須使（shǐ）該材（cái）料變得很厚，而（ér）擁有直接帶隙的物質能做同樣的工作，厚度（dù）僅為其百（bǎi）分之（zhī）一。”

      科（kē）學家們的計算（suàn）表明，單鍺的電子遷移率是矽的10倍、傳統鍺的5倍，因此有望用於製造高（gāo）能計算機芯片。戈德伯格說：“高電子遷移率非常重要，隻有用遷移率更高的材料才能製造出運行速度更快的計算機（jī）芯片。當晶（jīng）體管變得更小，也需（xū）要使用遷移率更高的材料，否則晶體管會‘罷工’。”

      該研究團隊（duì）接下來打算探（tàn）究（jiū）如何通過（guò）改變（biàn）單層中原子的組合方（fāng）式（shì）來改進單鍺的屬性。