Silicén - následovník grafénu?

Grafen si můžeme představit jako velmi jemné šestiúhelníkové pletivo, v jehož uzlech se nacházejí jednotlivé atomy uhlíku. V zásadě jde o materiál, který vznikne z uhlíkových nanotrubiček, jejichž válcovité útvary se rozvinou do roviny. Grafen je tedy v podstatě dvojrozměrný materiál. Za jeho výrobu a výzkum vlastností dostali loni dva ruští vědci Nobelovu cenu. Vytvoření silicenu, tedy křemíkového nanomateriálu s podobnou jakoby dvojrozměrnou strukturou, by ale křemík mohlo v oblasti elektronických materiálů vrátit znovu do hry.

Silicen však na rozdíl od grafenu příliš snadno nevzniká. A to ani v přírodě, ani v laboratoři. Přesto už v roce 2007 dva pracovníci Daytonské univerzity v americkém státě Ohio předpověděli teoretickou možnost existence silicenu. Křemík a uhlík se totiž nacházejí v periodické tabulce prvků v jednom sloupci nad sebou, jejich některé vlastnosti jsou tedy velmi podobné.

Silicen by s sebou nesl neocenitelné výhody v oblasti kontinuity kompatibility s dnešními křemíkovými materiály a součástkami, ať už jde o výrobu či jejich integraci a použití. Zatímco v případě grafenu bychom museli přebudovat téměř celou dnešní výrobní infrastrukturu, u silicenu by taková přestavba nebyla tak rozsáhlá.

24. března přednesl fyzik Antoine Fleurence, který pracuje v Japonsku, své postřehy k problémům přípravy silicenu. Na keramickém substrátu diboridu zirkonia se mu s kolegy podařilo vypěstovat tenkou vrstvičku křemíku. Když ji prosvítili rentgenovými paprsky, uviděli ono známé dvojrozměrné šestiúhelníkové pletivo. První plátky či pásky podobné silicenu ale vytvořil už vloni francouzský odborník Guy Le Lay na Provensálské univerzitě v Marseille. Své pásky široké 1,6 nanometru vypěstoval na stříbrném podkladu. Podle výpočtů budou mít grafen a silicen dokonce dost podobné elektrické vlastnosti. Silicen je ale třeba pěstovat nikoliv na kovech, ale na izolantech, aby bylo možné zkoumat a využívat elektrické vlastnosti materiálu bez rušivých vlivů.

Několikrát zmiňovaný starší grafen vytvořili dva ruští vědci v roce 2004 pouze s použitím magnetofonové pásky a kousku grafitu podobného tuze. Se silicenem to bude těžší, vědci jsou sice možná blízko jeho vytvoření, cíle ale zřejmě ještě nedosáhli.