Черный фосфор: будущий ключевой игрок в новых технологиях Черный фосфор, стабильный аллотроп фосфора, имеющий пластинчатую структуру, аналогичную структуре графита, недавно начал привлекать внимание физиков и исследователей материалов. Из него можно получить одиночные атомные слои, которые исследователи называют 2D-фосфаном. Двуродный брат широко известного графена, 2D-фосфан, объединяет два очень востребованных свойства при разработке устройств.
Во-первых, 2D-фосфан — это полупроводниковый материал, который обеспечивает необходимые характеристики для изготовления транзисторов и процессоров. Считается, что двумерный фосфан, обладающий высокой мобильностью, может стать основой для электроники, которая является одновременно высокопроизводительной и недорогой.
Кроме того, этот новый материал обладает второй, еще более отличительной характеристикой: его взаимодействие со светом зависит от количества используемых атомных слоев. Один монослой будет излучать красный свет, тогда как более толстый образец будет излучать инфракрасное излучение.
Этот вариант позволяет изготавливать широкий спектр оптоэлектронных устройств, таких как лазеры или детекторы, в стратегической части электромагнитного спектра.Первое научное исследование: сохранение одноатомных слоев двумерного фосфана от разложения До сих пор изучение свойств двумерного фосфана замедлялось из-за серьезной проблемы: в условиях окружающей среды очень тонкие слои материала разрушались, что ставило под угрозу его будущее. в отрасли, несмотря на ее многообещающий потенциал.Таким образом, исследовательская группа сделала важный шаг вперед, преуспев в определении физических механизмов, задействованных в этой деградации, и в идентификации ключевых элементов, которые приводят к окислению слоев.
«Мы продемонстрировали, что двумерный фосфан подвергается окислению в условиях окружающей среды, вызванному совместно присутствием кислорода, воды и света. Мы также охарактеризовали эволюцию этого явления во времени с помощью электронно-лучевой спектроскопии и рамановской спектроскопии», — сообщает профессор Ричард Мартель из Университета.
Департамент химии Монреаля.Затем исследователи разработали эффективную процедуру создания этих очень хрупких одноатомных слоев и сохранения их нетронутыми.«Мы смогли изучить режимы колебаний атомов в этом новом материале. Поскольку более ранние исследования проводились на сильно деградированных материалах, мы выявили пока еще неожиданные эффекты ограничения квантов на режимы колебаний атомов», — отмечает профессор Себастьян Франкер из Политехнического факультета инженерной физики.
Результаты исследования помогут мировому научному сообществу разработать совершенно особые свойства 2D-фосфана с целью разработки новых нанотехнологий, которые могут привести к созданию высокопроизводительных микропроцессоров, лазеров, солнечных элементов и многого другого.Эта работа финансируется Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям, Канадским фондом инноваций и Fonds de Recherche du Quebec-Nature et technologie.