El germanio puede no ser un nombre familiar como el silicio, su compañero de grupo en la tabla periódica, pero tiene un gran potencial para su uso en tecnología de energía y electrónica de próxima generación.
De particular interés son las formas de germanio que se pueden sintetizar en el laboratorio bajo condiciones de presión extrema. Sin embargo, una de las formas más prometedoras de germanio para aplicaciones prácticas, llamada ST12, solo se ha creado en muestras pequeñas, tambiénpequeño para confirmar definitivamente sus propiedades.
"Los intentos de determinar experimentalmente o teóricamente las características del ST12-germanio produjeron resultados extremadamente variados, especialmente en términos de su conductividad eléctrica", dijo Zhisheng Zhao de Carnegie, el primer autor en un nuevo artículo sobre esta forma de germanio.
El equipo de investigación del estudio, dirigido por Timothy Strobel de Carnegie, pudo crear ST12-germanio en un tamaño de muestra lo suficientemente grande como para confirmar sus características y propiedades útiles. Su trabajo es publicado por Comunicaciones de la naturaleza .
"Este trabajo será de interés para una amplia gama de lectores en el campo de la ciencia de los materiales, la física, la química y la ingeniería", explicó Haidong Zhang, coautor principal de Carnegie.
ST12-germanio tiene una estructura tetragonal: el nombre ST12 significa "tetragonal simple con 12 átomos". Fue creado poniendo el germanio a aproximadamente 138 veces la presión atmosférica normal 14 gigapascales y luego descomprimiéndolo lentamente a temperatura ambiente.
Las muestras milimétricas de ST12-germanio que creó el equipo eran lo suficientemente grandes como para poder estudiarlas utilizando una variedad de técnicas espectroscópicas para confirmar sus características debatidas durante mucho tiempo.
Al igual que la forma más común de germanio con forma de diamante cúbico, descubrieron que ST12 es un semiconductor con un llamado intervalo de banda indirecta. Las sustancias metálicas conducen la corriente eléctrica fácilmente, mientras que los materiales aislantes no conducen corriente en absoluto.de conductividad eléctrica de rango. Cuando los materiales semiconductores se someten a una entrada de una energía específica, los electrones unidos se pueden mover a estados conductores de mayor energía. La energía específica requerida para hacer este salto al estado conductor se define como el "intervalo de banda""Mientras que los materiales con separación de banda directa pueden absorber y emitir luz de manera efectiva, los materiales con separación de banda indirecta no pueden
"Nuestro equipo pudo cuantificar el intervalo de banda óptica de ST12, donde la energía de la luz visible puede ser absorbida por el material, así como sus propiedades eléctricas y térmicas, lo que ayudará a definir su potencial para aplicaciones prácticas", dijo Strobel."Nuestros hallazgos indican que, debido al tamaño de su banda prohibida, el ST12-germanio puede ser un mejor material para la tecnología de detección e imagen infrarroja que la forma cúbica de diamante del elemento que ya se está utilizando para estos fines".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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