Черный фосфор может реализовать потенциал графена, минуя его недостатки

Черный фосфор может реализовать потенциал графена, минуя его недостатки

За последние несколько лет, графен был в центре внимания: множество статей, обсуждений, исследований, связанных с его удивительными свойствами. К сожалению, все эти позитивные аспекты были омрачены одной значительной проблемой при создании полупроводника из графена - этот материал практически невозможно заставить перестать проводить ток. Теперь появился новый материал, способный решить проблему графена - черный фосфор. Недавнее открытие в изготовлении может помочь использовать черный фосфор как для облегчения работы, стимулирования принятия, так и для исследований новых материалов.

Фосфорен против графена.

До сих пор, черный фосфор (также известен как фосфорен) производился так же, как и графен - снимая частицы материала при помощи скотча. К сожалению, этот метод обладает теми же недостатками, что и в случае с графеном - практически невозможно наладить массовое производство. Но одно отличие у фосфорена все же есть: недавнее открытие показало, что материал может быть отделен при помощи ультразвука.
Огромное преимущество фосфорена, по крайней мере, в теории, состоит в том, что у него есть естественная "мертвая" зона. Это означает, что фосфорен не проводит электричество в каждом своем энергетическом состоянии. Фосфорен также поддерживает эту зону как при монослоях, так при нескольких, и даже большом объеме слоев. Это означает, что даже при накладывании множества слоев фосфорена, он не теряет свою способность блокировать разряды.
Новый метод отшелушивания фосфорена заключается в помещении его в жидкий растворитель, и обработка акустическими волнами. Этот процесс называется Liquid Phase Extraction (LPE, фаза жидкого извлечения) Таким образом создаются стабильные тонкие листы материала, заметно большего размера, чем в результате традиционного метода, и не исключает возможность дальнейшего улучшения. Что более важно, этот производственный процесс позволяет команде сортировать листы разного размера, и распределять их по разным направлениям исследований, вместо того, чтобы держать все одним комом.

Черный фосфор может реализовать потенциал графена, минуя его недостатки

Данные о листах черного фосфора, включая высоту, слои, и размер.

Недостаток этой работы, и ахиллесова пята фосфорена в том, что он начинает деградировать при контакте с водой или кислородом, включая атмосферу Земли. Исследователи при помощи LPE заметили, что разложение происходит только если вынуть материал из растворителя.
Это не составит больших проблем в будущем, так как можно найти способ инкапсулировать материал, или помещать его в герметичные условия еще на этапе производства. EUV (Extreme Ultraviolet Lithography, литография повышенного УФ излучения) выполняется в условиях, приближенных к вакууму, и под строгим контролем атмосферы. Теоретически, там возможно работать с материалом вроде черного фосфора без риска контакта с водой или кислородом на уровнях, которые не рискуют снизить его производительность. Команда отмечает, что деградировать фосфорен начинает с краев, и развивается постепенно - потому есть достаточно времени, чтобы поставить опыты над фосфореном до тех пор, как разложение станет критическим (материал теряет 8% за три дня.)
Если эта деградация сможет быть решена или контролируема, то фосфорен может стать прорывом во всех сферах технологий. После резкого взлета и не менее резкого падения графена и карбоновых нанотрубок, приходится немного сдерживать энтузиазм, и воздержаться от называния точных дат релизов. Проблемы производства графена могут или не могут быть решены, но вопрос применения остается в силе всегда.

via

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top