研究人员揭示了为什么黑磷可能超越石墨烯

时间：2021-10-28 08:25:01 来源：

磷烯 - 石墨烯的自然继任者？

在新出版的研究中，浦项科技大学的研究人员详细介绍了它们如何将黑色磷作为电子和光电子设备生产的优越导体。

与浦项科技大学（Postech）开运的研究团队，与基础科学研究所（IBS）的人工低维电子系统（Caldes）附属，报告了BP的可调带隙，有效地改变了半导体材料进入具有各向异性分散的独特物质状态。该研究结果可能允许在太阳能电池板和电信激光器等电子和光电器件的设计和优化方面具有极大的灵活性。

为了真正了解球队的调查结果的重要性，了解二维（2-D）材料的性质是有助于理解的，因为当2-D材料的世界占据了一个简单的薄膜时，必须回到2010年碳片，层状形式的碳原子构建成类似于蜂窝状的碳原子，称为石墨烯。由于两名英国科学家的工作，石墨烯作为一种奇迹，它是一种奇迹，因为两个英国科学家的工作，他们赢得了诺贝尔物理学奖的研究。

石墨烯非常薄，具有显着的属性。它比钢更强，但比铜更轻，比铜更柔韧，比橡胶更柔韧。所有这些属性组合使其成为热电和电力的巨大导体。对所有原子和分子不透缺陷层也是不可渗透的。这种合并使其成为一个充满魅力的材料，适用于各种领域的科学发展，例如电子，航空航天和运动。对于所有令人眼花缭乱的承诺，但有一个缺点;石墨烯没有带隙。

将石头踩到一个独特的状态

材料的带隙是确定其电导率的基础。想象一下两条河流过境，一个带紧密踩踏石头，另一个河流在石头之间有很大的间隙。前者更容易遍历，因为两个紧密的石头之间的跳跃需要更少的能量。带隙是相同的;间隙越高，电流越高，电流可以穿过材料和较强的电流。

然而，石墨烯在其自然状态下具有零的带隙，并且因此像导体一样行动;即使在低温下，也无法实现半导体电位，因为即使在低温下也不能关闭电导率。这显然将其吸引力作为半导体稀释，因为关闭电导率是半导体功能的重要组成部分。

革命

磷是周期表中的第十五个元素，并将其名称赋予全类化合物。实际上，它可以被认为是化学本身的原型。黑磷是稳定的白磷形式，并从其独特的颜色获得其名称。与石墨烯一样，BP是半导体，也可以廉价生产。两者之间的一个很大差异是BP的自然带隙，允许材料打开和关闭其电流。研究小组在几层BP上进行了测试，称为磷烯，是磷的异数。

驻扎在Postech的可和蔼可亲的教授在详细说明实验时驻扎在Postech，“我们将电子转移到掺杂剂 - 钾 - 黑色磷的表面上，这将允许我们操纵这种状态。钾产生强大的电气领域，这是我们所需要的曲线缩小的尺寸。“

将电子传输的过程称为掺杂，并引起巨大的齿条效果，该巨大的齿条效应调谐轴间隙，允许使得化合价和导电带更靠近在一起，有效地降低带隙并大幅下降到0.0〜0.6电子伏之间的值。（EV）从其原始内在值0.35eV。Kim教授解释说，“石墨烯是DIRAC半决赛。它在其自然状态比黑磷更有效，但它很难打开其带隙;因此，我们调整了BP的频带隙以类似于石墨烯的自然状态，是与传统半导体不同的独特物质状态。“

这种新改进的黑磷形式的潜力超出了韩国队希望的任何东西，并且很快就可能适用于包括工程师可以调节带隙并用所需的确切行为创造设计的工程的若干部门。似乎已经到了2-D革命，已经到了，在这里长期以来。

出版物：Jimin Kim，等，“在黑色磷中观察可调谐带隙和各向异性Dirac半态，”2015年8月14日科学：卷。 349号。 6249 PP。723-726; DOI：10.1126 / science.AAA6486.

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