L'industria dei semiconduttori del futuro aveva grandi aspettative sul nuovo materiale silicene, che condivide molte somiglianze con il grafene "materiale meraviglioso". Però, i ricercatori del MESA+ Research Institute dell'Università di Twente - che recentemente sono riusciti a filmare direttamente e in tempo reale la formazione del silicene - stanno duramente scoppiando la bolla:le loro ricerche mostrano che il silicene ha tendenze suicide. La ricerca è stata pubblicata dalla rinomata rivista accademica Lettere di fisica applicata .

Il materiale silicene è stato creato per la prima volta nel 2010. Proprio come il grafene, è costituito da un singolo strato di atomi disposti a nido d'ape. Il grafene è costituito da atomi di carbonio, silicene di atomi di silicio.

A causa delle loro proprietà speciali, entrambi i materiali sono molto resistenti, sottili e flessibili e con una buona conduttività elettrica:il grafene e il silicene sembrano molto adatti per l'industria dei semiconduttori del futuro. Dopotutto, le parti sui chip dei computer devono diventare sempre più piccole ei limiti della miniaturizzazione delle parti in silicio si avvicinano sempre di più. Il materiale silicene sembra essere parecchi passi avanti rispetto al grafene, perché l'industria dei semiconduttori ha utilizzato il silicio (che, come il silicio, costituito da atomi di silicio) ormai da molti anni. Inoltre, è più facile realizzare un cosiddetto bandgap nel silicio, che è un prerequisito per un transistor.

Suicidio

I ricercatori del MESA+ Research Institute dell'Università di Twente hanno, per la prima volta, è riuscito a catturare direttamente e in tempo reale la formazione di silicene su pellicola. Lasciano precipitare gli atomi di silicio evaporato su una superficie d'argento, in modo che un bel, quasi chiuso, si è formato un unico strato di silicene.

Fin qui tutto bene, ma nel momento in cui una certa quantità di atomi di silicio cade sopra lo strato di silicene formato, si forma un cristallo di silicio (silicio in una struttura cristallina di diamante anziché in una struttura a nido d'ape), che innesca l'ulteriore cristallizzazione del materiale; un processo irreversibile. Da quel momento, il silicio appena formato mangia il silicene, per così dire.

Video sopra:Formazione di silicene su una superficie argentata (grigia, inizio del film). Sopra l'argento, gradualmente iniziano a formarsi isole di silicene (nere, a metà del film). Quando la superficie è quasi completamente ricoperta, questi collassano nuovamente in cristalli di silicio (punti neri nelle aree grigie, fine del film).

La ragione di ciò è che la struttura cristallina regolare (diamante) del silicio è energeticamente più favorevole della struttura a nido d'ape del silicene e quindi più stabile. A causa di questa proprietà, i ricercatori non sono riusciti a coprire più del 97 per cento della superficie d'argento con silicene, né erano in grado di creare silicene multistrato. In altre parole:nel momento in cui una superficie è quasi completamente ricoperta di silicene, il materiale si suicida e si forma il silicio semplice. I ricercatori non si aspettano che sia possibile creare silicene multistrato su un diverso tipo di superficie, perché l'influenza della superficie sulla formazione del secondo strato di silicene è trascurabile.