Forskare i Kina, har hittat ett bekvämt sätt att selektivt förbereda germaniumsulfid nanostrukturer, inklusive nanoskikt och nanotrådar, som är mer aktiva än sina bulkmotsvarigheter och kan öppna vägen för lägre kostnader och säkrare optoelektronik, solenergiomvandling och snabbare datorkretsar.

Germanium monosulfid, GeS, framstår som ett av de viktigaste "IV–VI" halvledarmaterialen med potential inom optoelektroniktillämpningar för telekommunikation och datorer, och som en absorbator av ljus för användning vid solenergiomvandling. En viktig egenskap är dess mycket lägre toxicitet och miljöpåverkan jämfört med andra halvledare gjorda med kadmium, bly och kvicksilver. Det är billigare än andra material tillverkade med sällsynta och ädelmetallelement. Verkligen, glasartad GeS har använts i lasrar, fiberoptiska enheter och infraröda linser samt omskrivbara optiska skivor och icke-flyktiga minnesenheter under flera år. Det används också flitigt som en fast elektrolyt i ledande bryggande RAM-enheter (Random Access Memory).

Repertoaren av detta material kan utökas mycket ytterligare med den extra kontroll som dess användning som nanostrukturerade system kan tillåta. Liang Shi och Yumei Dai från University of Science and Technology i Kina, i Hefei, påpeka att forskningen inom detta område har släpat efter med andra IV-VI-halvledare. De hoppas kunna ändra på det och har fokuserat på hur nanosheets och nanotrådar av GeS lätt kan bildas. De har använt röntgenpulverdiffraktion, transmissionselektronmikroskopi, energidispersiv röntgenspektrometri och svepelektronmikroskopi för att undersöka strukturen, morfologi, sammansättning och optiska absorptionsegenskaper hos deras prover.

Teamet använde enkel "våt" kemi för att syntetisera sina produkter med germaniumdiklorid-dioxankomplex, tiourea och oleylamin (OLA) som utgångsmaterial. Ingredienserna blandades i en förseglad reaktionskolv, sprängdes med ultraljud för att utesluta luft och omrördes sedan och upphettades. Teamet kunde göra nanosheets av GeS på detta sätt om processen utfördes i flera timmar vid 593 Kelvin. Vid högre temperatur, 613 Kelvin, de fann att lakan hamnar i nanotrådar. Verkligen, den exakta uppvärmningstiden och temperaturen gjorde det möjligt för dem att styra strukturen på slutprodukten. Teamet föreslår att rullningen av nanoskivorna till nanotrådar drivs av ytspänningen mellan arket och OLA-molekylerna under uppvärmningen.

Efter att ha bevisat den strukturella integriteten hos deras GeS nanotrådar och nanosheets, teamet byggde flera testenheter - en fotoresponsiv enhet - som de använde för att utvärdera produkternas optiska och elektroniska egenskaper. Teamet säger att de har visat "enastående fotoresponsivt beteende". Detta "indikerar den potentiella användningen av syntetiserade GeS nanosheets och nanotrådar i solenergiomvandlingssystem, såsom tillverkning av solcellsapparater".