ギ・ル・レイ氏は、周期表の次の元素へと研究を進めていると語る。2012年、彼は研究チームの主任科学者を務め、シリセン（シリコン原子1個分の厚さの配列）の作製を初めて証明した。シリセンは、炭素原子の平面配列であるグラフェンのシリコン版であり、超高速コンピューティングへの応用が期待されている。シリコンは周期表で炭素のすぐ下に位置している。現在、ル・レイ氏と彼の同僚たちは、周期表の次の元素であるゲルマニウムの単原子層からなる材料、ゲルマネンを作製したという証拠を発表している。
フランスのエクス＝マルセイユ大学ナノテクノロジー名誉教授、ル・レイ氏によるこの報告は、中国の研究チームが世界で初めてゲルマネンを合成してからわずか1か月後に発表された。この偶然の一致は、科学者たちが二次元材料の作製に注力してきた研究成果を浮き彫りにしている。
2D材料を研究する研究者たちは、将来、これらの材料が次世代トランジスタや量子コンピュータに組み込めることを期待しています。これらはいずれも、シリコンの物理的限界を克服し、将来のコンピュータを高速化する可能性を秘めています。シリセンとゲルマネンは、グラフェンと同様に、特異な電気特性を示すことが期待されています。例えば、電子はグラフェンと同様に、その表面を驚異的な速度で移動することが期待されています。
未来のコンピューターでどの素材が勝利を収めるのか、見極めるのは難しい。グラフェン？ゲルマネン？それとも、ル・レイが次に作ろうとしている、スズ原子の2次元配列であるシリセン？（そう、スズはゲルマニウムの次の元素だ）。あらゆる2次元素材には長所と短所がある。ゲルマネンとシリセンはトランジスタに必要な特性である天然のバンドギャップを持っているが、グラフェンにはない。しかし、グラフェンははるかに長く研究されてきたため、エンジニアはグラフェンの製造に長けている。彼らはすでに、バンドギャップの欠如を回避策で補い、グラフェンを使ったトランジスタの製造を試みている。
一方、ゲルマネンとシリセンを作ること自体が偉業と言えるでしょう。グラフェンの発見と特性評価は科学的にも非常に刺激的で重要な成果でしたが、少なくともグラフェンは容易に作れるものでした。炭素原子は、グラフェン、シリセン、ゲルマネンの特徴である六角形の「ハニカム」構造を自然に取ることがよくあります。一方、シリコンとゲルマニウムの原子は、このような構造を好みません。ル・レイ氏によると、近年の理論的研究が行われるまでは、化学者たちはシリセンとゲルマネンは存在し得ないと考えていました。
シリコンとゲルマニウムの原子を平らな六角形に結合させるために、エンジニアたちはこれらの元素を加熱して蒸気にし、その蒸気を金属表面に凝縮させます。ゲルマネンの場合、中国の研究グループはゲルマニウム蒸気を白金基板上に凝縮し、Le Layらの研究グループは金基板を使用しました。その後、これらの材料を実用化するには、研究者が基板から材料を剥がせるようにする必要があります。これは、ステッカーが裏紙から剥がせないと役に立たないのと同じです。このステップはまだ研究段階であるため、これらのグラフェンの仲間が実用化されるまでには、まだ何年もかかると想像できます。
「あまり大げさに言いたくないんです」とル・レイ氏は会話の中で何度も言った。しかし、研究グループが自然界では生成されない物質を作ったというのは、本当にすごいことだと彼は考えている。「この物質は地球上にも、宇宙にも、おそらく多元宇宙にも存在しないんです」と彼は冗談めかして言った。「神はこれを創造するのを忘れたんです」
