Силицен, форма кремния, кристаллическая решетка которого имеет одноатомную толщину, существовал в виде математических компьютерных моделей еще за десятилетие до того, как в 2004 году были получены первые образцы графена. К сожалению, судьба силицена, как и многих других открытий, сделанных раньше своего времени, оказалась менее завидной, нежели судьба графена. Если научный интерес к графену возник сразу же после его открытия, то в отношении силицена ученые долго еще считали, что этот материал не может существовать вне рамок математических моделей.
Но в последнее время интерес к различным двухмерным материалам обусловил то, что силицен был успешно синтезирован и ученые приступили к изучению этого перспективного материала. А совсем недавно исследователи из Техасского университета в Остине сделали еще один шаг вперед, разработав структуру и изготовив первые в мире образцы полевых транзисторов из силицена. Проведенные эксперименты показали, что практически все характеристики опытного полупроводникового устройства, в частности максимальная скорость переключения, полностью соответствуют теоретическим значениям, полученным в результате расчетов математических моделей.
Исследователи из Техаса вырастили слой силицена на поверхности, покрытой тонким слоем серебра, а сверху этот материал был покрыт слоем окиси алюминия, корунда. Это тонкая корундовая пленка выполняет роль защиты, предохраняющей силицен от неблагоприятных внешних воздействий и такой метод, называемый пассивированием, уже не раз использовался для защиты устройств из графена. Полученная многослойная структура была помещена на подложку из диоксида кремния, одна из сторон которой была покрыта слоем серебра. Этот слой серебра, как и слой серебра, находящийся снизу слоя силицена, обеспечивали надежный электрический контакт со структурой создаваемого полевого транзистора.
Испытания созданных образцов силиценовых транзисторов проводились в условиях глубокого вакуума. Конечно, такая ситуация совершенно непригодна для практического использования этих транзисторов в реальном мире, тем не менее, исследователи считают, что в недалеком будущем им удастся разработать такую структуру транзистора, в которой химически активный кремний силицена будет максимально защищен от воздействий внешней среды.
Проведенные эксперименты и исследования силицена послужили подтверждением множества фактов, которые были известны до этого исключительно по результатам расчетов математических моделей. В частности, было подтверждено то, что большинство электрических свойств силицена в большой степени подобно аналогичным свойствам графена, включая способность электронов передвигаться по этому материалу, практически не встречая сопротивления на своем пути.
Проведенные исследования послужили подтверждением множества привлекательных электронных свойств силицена, тем не менее, все эти технологии находятся также далеко от возможности практического применения, как и технологии, в которых используется графен. Несмотря на то, что кремний является "родным" материалом для радиоэлектронной промышленности, использование однослойной формы этого материала сталкивается со всеми теми же технологическими трудностями, с которыми сталкиваются исследователи, работающие и с графеном.
Первоисточник