germanio
Sul germanene, supermateriale migliore del grafene.
Articolo inviato in privato da Francesco Melis, 15\10\2014, h. 13.08.

Da Repubblica del 15 ottobre 2014

http://www.repubblica.it/scienze/2014/10/15/news/germanene_il_cugino_del_grafene_nuovo_super-materiale_delle_meraviglie-95733325/?ref=HRERO-1

Germanene, il "cugino" del grafene: nuovo super-materiale delle meraviglie
Creato in laboratorio,  fatto di germanio. Le sue propriet fisiche e chimiche lo pongono a un 
livello superiore a quello del "parente"
di MASSIMILIANO RAZZANO

IL GRAFENE potrebbe presto perdere il suo primato di "materiale delle meraviglie". Le sue propriet 
fisiche e chimiche rischiano infatti di essere superate da quelle di un nuovo materiale appena 
creato, che gli scienziati hanno battezzato germanene. Come suggerisce il nome, questo nuovo "super 
materiale"  interamente formato da atomi di germanio, un elemento semiconduttore gi molto usato 
nei dispositivi elettronici. Analogamente al grafene, anche nel germanene gli atomi sono disposti 
su un unico strato, che rende il materiale praticamente bidimensionale. Questo nuovo "cugino" del 
grafene  stato realizzato indipendentemente da due gruppi di ricerca, uno in Cina e l'altro in 
Europa.

Il team europeo, sotto la guida di Guy Le Lay dell'Universit di Aix-Marsiglia, ha recentemente 
presentato i suoi risultati in un lavoro pubblicato sul Journal of Physics. Le aspettative per 
questo materiale sono certamente molte. Le propriet del germanio potrebbero infatti condurre ad 
applicazioni tecnologiche, fra cui dispositivi elettronici ad alta velocit e computer quantistici.
Non solo grafene. Il grafene  ben noto per le sue propriet assolutamente fuori dal comune. E' 
sottilissimo, molto flessibile, e allo stesso tempo pi resistente dell'acciaio. Gli scienziati 
hanno poi scoperto che  un ottimo conduttore di calore e di elettricit, e giorno dopo giorno 
continuano a svelare propriet sempre pi strabilianti. Qual  il suo segreto? Sicuramente molto 
dipende dalla configurazione dei suoi atomi di carbonio, che sono disposti a formare un unico, 
sottilissimo piano.

Tuttavia anche il grafene ha dei punti deboli. Per esempio, a differenza del silicio o del 
germanio, il carbonio non  un semiconduttore. Ci significa che  molto difficile ?pilotare? il 
movimento degli elettroni, un requisito essenziale per costruire circuiti logici e dispositivi 
elettronici. Per il momento gli scienziati stanno comunque ingegnandosi per aggirare questo 
ostacolo e costruire transistor al grafene. Ma sarebbe certamente pi semplice scoprire materiali 
bidimensionali come il grafene ma con propriet di semiconduttore, ed  proprio questo lo scopo del 
lavoro di Le Lay e colleghi. Ma se il grafene pu essere facilmente trovato in natura, ad esempio 
nella grafite di una matita, il germanene deve essere appositamente creato in laboratorio.
Gi per la tavola periodica. Le Lay non  nuovo a questo tipo di ricerche. Gi nel 2012 il suo 
gruppo  stato il primo a creare in laboratorio il silicene, un altro "cugino" basato su atomi di 
silicio. Il silicio, oltre ad essere il semiconduttore pi diffuso, nella tavola periodica degli 
elementi si trova al di sotto del carbonio. Scendendo ancora lungo la tavola periodica, l'elemento 
successivo  proprio il germanio, ed  l che  iniziata la corsa al germanene. Ma creare questo 
materiale non  stato semplice. Al primo tentativo i ricercatori hanno pensato di seguire la stessa 
procedura usata per il silicene, depositando cio gli atomi di germanio su un substrato. Il 
germanio  stato quindi vaporizzato ad altissime temperature e successivamente fatto condensare in 
condizione di ultravuoto su uno strato metallico. Queste prime prove, condotte su un substrato di 
argento, non hanno per dato l'esito sperato.

"Questo tentativo era fallito, perci decisi di passare a un substrato d'oro, ricordandomi di un 
vecchio lavoro della mia tesi di dottorato, in cui l'oro era depositato su un substrato di 
germanio", ricorda Le Lay, "ho pensato che valesse la pena fare un tentativo nel verso opposto". 
Un'intuizione che si  rivelata geniale. Una volta depositati con successo gli atomi di germanio 
sull'oro, il team ha confermato con i calcoli e con misure spettroscopiche che il materiale creato 
era davvero germanene. Come ulteriore conferma, Le Lay e colleghi hanno osservato il materiale con 
un microscopio a scansione, che ha mostrato gli atomi disposti in una struttura a nido d'ape, 
proprio come avviene per il grafene.

Ancora tutto da scoprire. La soluzione tecnologica dei ricercatori europei  simile a quella dei 
colleghi cinesi, che hanno sfruttato un substrato di platino, eppure ha un importante vantaggio. 
Secondo Le Lay potrebbe essere presto possibile realizzare il germanene utilizzando un sottile 
substrato d'oro installato su un supporto flessibile. Questa soluzione sarebbe sicuramente meno 
costosa di quella basata sul platino e potrebbe cos condurre rapidamente ad una produzione su pi 
larga scala. E' difficile anticipare le propriet di questo nuovo materiale. Sicuramente avr 
ottime propriet di conduzione elettrica, fondamentale per costruire dispositivi elettronici ancora 
pi veloci. Fra le altre possibili applicazioni vi  senza dubbio l'implementazione nei computer 
quantistici, e chiss quant'altro. Gli scienziati avranno un sacco di lavoro da fare per capire 
esattamente il potenziale di questo nuovo materiale. Perch, come ricorda scherzosamente Le Lay, 
"questo materiale non esiste, n sulla Terra, n nell'Universo, e nemmeno probabilmente nel 
multiverso. Dio si  dimenticato di crearlo".
