Силиценовый остров для тысячи устройств
У графена, двумерного материала, то есть плёнки толщиной в один атом углерода, есть кремниевый аналог — силицен. Он имеет такую же сотовую кристаллическую структуру, что и графен, но состоит из атомов кремния. Силицен значительно лучше, чем графен, подходит для интеграции в производство микрочипов и другой электроники, которая основана именно на кремнии. Кроме того, для него характерна высокая подвижность носителей заряда, поэтому его считают перспективным материалом для высокочастотных электронных устройств, в том числе транзисторов, способных работать в терагерцовом диапазоне.
Силицен имеет свои особенности: атомы в его структуре образуют слегка бугристый слой, то есть поверхность не абсолютно плоская. Поэтому получить этот материал простым отшелушиванием слоёв, как графен, нельзя — его можно лишь синтезировать методом эпитаксии. Так называют процесс выращивания монокристаллических слоёв со структурой, полностью повторяющей структуру подложки.
Впервые усадить атомы кремния в правильную гексагональную структуру на подложке из серебра удалось группе физиков из Германии, Италии и Франции под руководством Патрика Фогта из Технического университета Берлина в 2011 году*. Позже появились разные варианты эпитаксиального метода получения силицена, но из-за того, что монослой атомов кремния нестабилен, успешных способов синтеза силицена на настоящий момент известно достаточно мало. При этом материал, синтезируемый этими способами, получается дорогим, так как в существующих технологиях используются редкоземельные металлы, такие как европий и гадолиний.