Germanene, a graphene like single layer structure of Ge, has been shown to be stable and recently grown on Pt and Au substrates. We show that a Ge adatom adsorbed to germanene pushes down the host Ge atom underneath and forms a dumbbell structure. This exothermic process occurs spontaneously. The attractive dumbbell-dumbbell interaction favors high coverage of dumbbells. This letter heralds stable new phases of germanene, which are constructed from periodically repeating coverage of dumbbell structures and display diversity of electronic and magnetic properties.
Intrinsic quantum anomalous Hall phase induced by proximity in germanene/Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$ van der Waals heterostructure
范德华异质结结合内禀磁性和拓扑有序性为实现量子反常霍尔效应开辟了一条新的途径。在这项工作中，我们使用第一性原理计算和有效的模型分析，提出了强大的量子反常霍尔态与相当大的带隙出现在范德华异质结的锗烯/Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$。这种异质结构具有很高的热力学稳定性，从而有利于其实验制备。此外，我们发现，邻近效应增强了锗烯和Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$层之间的耦合，诱导非平凡的带隙在很宽的范围从29 meV到72 meV。带隙内的手征边缘状态，导致霍尔电导量子化为$-e^2/h$，是清晰可见的。这一发现为探测量子反常霍尔态和实现高温下非平凡量子输运的进一步应用提供了理想的候选者。
Germanene: a novel two-dimensional Germanium allotrope akin to Graphene and Silicene
以金（111）表面为衬底，用分子束外延法原位生长了原子厚度的二维有序多相薄膜。它的生长与银（111）模板上硅烯层的形成有很强的相似性。在扫描隧道显微镜中观察到的形成大域的相之一显示出清晰的、几乎平坦的蜂窝状结构。得益于全面的同步辐射核能级光谱测量和先进的密度泛函理论计算，我们可以将其识别为$\sqrt{3}$ x $\sqrt{3}$ R（30°）锗烯层，与$\sqrt{7}$ x $\sqrt{7}$ R（19.1°）Au（111）超晶胞重合，从而提出了石墨烯的新型合成锗基表亲诞生的第一个令人信服的证据。
Thermodynamically stable lithium silicides and germanides from density-functional theory calculations
用密度泛函理论（DFT）对Li-Si和Li-Ge体系进行了计算。锂化硅和锗，包括它们的亚稳相，作为锂离子电池（LIB）阳极发挥着重要的技术作用。计算包括对通过将原子种类从国际晶体结构数据库中的X-Y结构交换为Li-Si和Li-Ge而获得的晶体结构的结构优化，其中X={Li，Na，K，Rb，Cs}并且Y={Si，Ge，Sn，Pb}。为了在各种Li-Si和Li-Ge化学计量下对此进行补充，还进行了从头算随机结构搜索（AIRSS）。在基态化学计量之间，包括最近发现的Li $_{17}$ Si $_{4}$相，计算了平均电压，表明锗可能是LIB中硅阳极的更安全的替代品，因为其具有更高的锂插入电压。计算预测高密度Li $_1$ Si $_1$和Li $_1$ Ge $_1$ $P4/mmm$层状相，其分别在2.5和5 GPa以上变为基态，并揭示硅和锗在Li $_x$ Si，$x=2.33-3.25$化学计量范围内形成哑铃的倾向。DFT预测了Li $_{11}$ Ge $_6$ $Cmmm$、Li $_{12}$ Ge $_7$ $Pnma$和Li $_7$ Ge $_3$ $P32_12$相以及几种新的Li-Ge化合物的稳定性，化学计量为Li $_5$ Ge $_2$、Li $_{13}$ Ge $_5$、Li $_8$ Ge $_3$和Li $_{13}$ Ge $_4$。
