Ett team av europeiska forskare har blivit en av de första grupperna att framgångsrikt syntetisera 2D-materialet germanene.

Kallas en "kusin till grafen", Materialet, som består av bara ett enda lager germaniumatomer, förväntas uppvisa imponerande elektriska och optiska egenskaper och skulle kunna integreras brett inom elektronikindustrin i framtiden.

Materialet har presenterats idag, 10 september, i New Journal of Physics .

Germanene föreslogs först 2009 men har, ända tills nu, förblev svårfångade. Sedan dess, grafen har utvecklats vidare medan andra 2D-material, som silicen, har syntetiserats.

Ungefär som silicen, den föreslagna metoden för att syntetisera germanen är att deponera individuella germaniumatomer på ett substrat under höga temperaturer och i ett ultrahögt vakuum.

Genombrottet av det europeiska forskarteamet gjordes parallellt med ett oberoende team från Kina som har rapporterat bevis på att germanen har syntetiserats på ett platinasubstrat.

I den aktuella studien upptäckte forskarna, ganska serendipitalt, att guld också kunde användas som substrat, en händelse som medförfattare till studien professor Guy Le Lay, från Aix-Marseille University, beskrivs som "som att passera genom glasögonen".

"Efter vår syntes av grafens andra kusin, silicen, vi tyckte det var naturligt att försöka producera germanen på samma sätt, genom att avsätta germanium på ett silversubstrat, sa Le Lay.

"Detta försök misslyckades, så jag bestämde mig för att byta till ett guldsubstrat, efter att ha kommit ihåg mitt gamla arbete från min doktorsavhandling, där guld odlades på ett germaniumsubstrat. Jag tänkte att det skulle vara värt att försöka tvärtom.

Efter att ha deponerat germaniumatomerna på ett guldsubstrat, forskarna kunde bekräfta att materialet faktiskt var germanent genom att ta spektroskopimätningar och beräkningar av densitetsfunktionsteori (DFT), som undersökte materialets elektroniska struktur.

Materialet observerades också under ett scanning tunnelmikroskop, som avslöjade den karakteristiska bikakestrukturen hos ett 2D-material.

Forskarna tror att det med fortsatt utveckling kan vara möjligt för germanen att odlas på tunna guldfilmer som sitter ovanpå ett flexibelt substrat, vilket säkert skulle vara billigare än platina och skulle kunna göra det möjligt att syntetisera germanen i stor skala.

Dessutom, germanens unika egenskaper kan göra det till en robust tvådimensionell topologisk isolator, särskilt upp till rumstemperatur, öppnar upp för möjligheten att använda materialet i kvantberäkningar.

Professor Le Lay fortsatte:"Vi har tillhandahållit övertygande bevis för födelsen av nästan platt germanene - en roman, syntetisk germanium allotrop som inte finns i naturen. Det är en ny kusin till grafen.

"Syntesen av germanen är bara början på en lång strävan. Verkligen, framgång i syntesen var inte lätt att uppnå och ganska krävande. Det krävs nu ett stort arbete för att ytterligare karakterisera materialets elektroniska egenskaper.'

Medförfattare till studien Professor Angel Rubio, från universitetet i Baskien, tillade:"En viktig aspekt av vår studie är att vi har ökat lego av 2D-material som vi kan använda för att bygga en mängd konstgjorda fasta material med ett brett utbud av olika egenskaper."