美国俄亥俄州立大学(OSU)的研究人员日前宣布开发出一种可制造厚度为一个原子的锗薄片技术，并表示其传导电子的速度要比硅快上10倍，比传统锗材料快5倍以上。

新开发锗薄片技术的传导电子速度要比硅快上10倍，比传统锗材料快5倍以上。(图：OSU)

新材料的架构与备受瞩目的石墨烯──由二维材料构成的单一碳原子层很相似。石墨烯由于其独特的属性，因此一直被誉为未来电子产品的梦幻材料，也吸引许多实验室相继投入开发，但距离商业化之路仍非常遥远。因此，俄亥俄州立大学化学系助理教授Joshua Goldberger采取了在传统材料上进行改良的方式。

Goldberger指出，许多人都认为石墨烯是未来的电子材料，但目前我们仍然使用硅和锗。而且，这些材料已经累积了六十多年的开发经验。因此，我们一直在寻求能赋予硅和锗更独特性能的方式，能以更低的成本让现有技术发挥更大优势。

最近在在线期刊ACS Nano上发表的一篇论文中，Goldberger和他的同事说明了一种稳定、单一的锗原子层，这种结晶材料称之为「germanane」。

此前研究人员一直试图建构germanane。而这是首次有人成功地成长出可证明该材料详细属性的足够数量，并证实该材料曝露于空气和水中时也同样稳定。

在大自然中，锗通常是以多个单原子层接合在一起的方式形成多层结晶，但单一原子层通常并不稳定。为了解决这个问题，Goldberger的团队在每层之间建构了带楔形钙原子的多层锗晶体，而后用水溶解钙，插入空的化学键并留下氢，因而使其能剥离个别的germanane层。

布满氢原子的germanane化学性质要比传统硅更加稳定，它不像硅会在空气和水中氧化，这也使得germanane更容易使用传统的芯片制造技术。

研究人员指出，germanane 的电子迁移率可比硅快10倍，比传统锗材料快5倍。更高的迁移率意味着germanane可承受更多负载，更适合未来的高功率计算机芯片。接下来，研究小组将探讨如何透过改变单一层中的原子配置来调整germanane的属性。