美國俄亥俄州立大學(OSU)的研究人員日前宣佈開發出一種可製造厚度為一個原子的鍺薄片技術，並表示其傳導電子的速度要比矽快上10倍，比傳統鍺材料快5倍以上。

新開發鍺薄片技術的傳導電子速度要比矽快上10倍，比傳統鍺材料快5倍以上。(圖：OSU)

新材料的架構與備受矚目的石墨烯──由二維材料構成的單一碳原子層很相似。石墨烯由於其獨特的屬性，因此一直被譽為未來電子產品的夢幻材料，也吸引許多實驗室相繼投入開發，但距離商業化之路仍非常遙遠。因此，俄亥俄州立大學化學系助理教授Joshua Goldberger採取了在傳統材料上進行改良的方式。

Goldberger指出，許多人都認為石墨烯是未來的電子材料，但目前我們仍然使用矽和鍺。而且，這些材料已經累積了六十多年的開發經驗。因此，我們一直在尋求能賦予矽和鍺更獨特性能的方式，能以更低的成本讓現有技術發揮更大優勢。

最近在線上期刊ACS Nano上發表的一篇論文中，Goldberger和他的同事說明了一種穩定、單一的鍺原子層，這種結晶材料稱之為「germanane」。

此前研究人員一直試圖建構germanane。而這是首次有人成功地成長出可證明該材料詳細屬性的足夠數量，並證實該材料曝露於空氣和水中時也同樣穩定。

在大自然中，鍺通常是以多個單原子層接合在一起的方式形成多層結晶，但單一原子層通常並不穩定。為了解決這個問題，Goldberger的團隊在每層之間建構了帶楔形鈣原子的多層鍺晶體，而後用水溶解鈣，插入空的化學鍵並留下氫，因而使其能剝離個別的germanane層。

佈滿氫原子的germanane化學性質要比傳統矽更加穩定，它不像矽會在空氣和水中氧化，這也使得germanane更容易使用傳統的晶片製造技術。

研究人員指出，germanane 的電子遷移率可比矽快10倍，比傳統鍺材料快5倍。更高的遷移率意味著germanane可承受更多負載，更適合未來的高功率電腦晶片。接下來，研究小組將探討如何透過改變單一層中的原子配置來調整germanane的屬性。