Como grafeno, sólo fósforo Bashny.Net

Los científicos están explorando activamente la posibilidad de obtener nuevos materiales similares al grafeno - que consta de una capa de material de un átomo de espesor. Avances significativos Recientemente se ha demostrado en la obtención de fósforo -. El material consta de una sola capa de átomos de fósforo



La estructura cristalina de fósforo (Crédito:. Han Liu et al )

En enero de este año se publicaron trabajo de dos grupos independientes, americano y kitayskoy , que logró hacer progresos significativos en la preparación de fósforo. Obtener el fósforo de la llamada de fósforo negro - capas de material similar al grafito, de la cual el gráfico. Fósforo negro ha sido conocido desde la década de 1960, pero sólo en 2013, se hicieron intentos para distinguirla de una capa separada. En las obras en cuestión, fósforo negro estaba limpia con un espesor de dos-tres capas atómicas. Es interesante que, como en el primer recibo de grafeno en 2004, para eliminar las capas innecesarias de cinta adhesiva utilizados banal.


Aspecto de fósforo negro (Crédito: Theodore W. Gray)

Conseguir nuevos materiales que consiste en una sola capa de átomos de diversas sustancias convertido en los últimos años una de las tendencias más notables en la ciencia de los materiales. Los científicos incluso han bautizado esta tendencia "era postgrafenovoy».

El grafeno es una sola capa de átomos de carbono, tiene propiedades únicas que la hacen prácticamente ideal para el uso en dispositivos electrónicos. En particular, el grafeno es excepcionalmente alta movilidad de electrones, que es un buen conductor de electricidad y calor. El problema es que el grafeno no es el llamado intervalo de banda - un rango de energía, que tienen electrones de fumar. La presencia de tal zona es altamente deseable, ya que es la base de todos los aparatos electrónicos modernos semiconductores, permitiendo la creación de elementos importantes tales como diodos y transistores.

Por lo tanto, se está buscando activamente sustancias con alta movilidad de electrones, y al mismo tiempo con la presencia de la zona prohibida. Desde la alta conductividad del grafeno es en gran parte debido a su estructura de dos dimensiones, plana, y luego en busca de nuevos materiales incluyen aquellas sustancias que son capaces de formar una rejilla de dos dimensiones. En julio de 2013, por la simulación numérica logrado encontrar 92 candidatos en dichos materiales, pero su experimental recibo llegó a ser asociado con muchas dificultades.

Como hexágonos fósforo grafeno incluye, pero no es completamente plana - algunos átomos son un poco por encima del plano, el otro - a continuación. Es, sin embargo, poco se ralentiza los electrones en comparación con el grafeno. Al mismo tiempo, el fósforo tiene un intersticio de banda, lo que permite a las diferentes condiciones que conducen la electricidad, no lo es.


Otra ilustración de la estructura cristalina de fósforo (Crédito:. Likai Li et al )

A pesar del hecho de que para lograr el espesor de una sola capa, es decir, para obtener el fósforo puro, aún no ha tenido éxito, los científicos son optimistas. Por ejemplo, se demostró que, incluso en las muestras obtenidas electrones de velocidad comparables con otro candidato "postgrafeny" - disulfuro de molibdeno que consiste en átomos de molibdeno y azufre. La presencia de átomos de fósforo en la estructura de una única sustancia - fósforo - no dos, hace que el nuevo material es más atractivo en términos de facilidad de fabricación
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El fósforo es no sólo un análogo de un gráfico que consiste en un tipo de átomo. Anteriormente conseguido un capas monoatómicos de silicio - silicio - y Alemania - Alemania. Ambos materiales tienen mayor conductividad eléctrica que el fósforo, pero también como el grafeno no tienen una banda prohibida. En teoría, el candidato más interesante es Stan - capa monoatómico de estaño, y tiene una movilidad y banda brecha electrónica elevada, pero predijo en el 2013 y hasta el momento nadie ha recibido
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Un problema común de todo el contenido en cuestión es su inestabilidad. En el aire, que están empezando a oxidar y descomponer rápidamente. Trucos especiales, que lograron estabilizar el silicio en 2012, todavía no permite el uso de este material en dispositivos reales. El fósforo debe ser más estable que sus competidores, pero su producción es más complicado, porque se requiere modificación fósforo negro de alta pureza para poner bajo una enorme presión. El proceso de una mayor eliminación de capas está aún no también optimizado.

En cualquier caso, la posibilidad misma de un material bidimensional con una banda prohibida es lo suficientemente atractiva para continuar la investigación en esta área, y el potencial de éxito comercial promete cubrir los gastos temporales.

En la preparación del texto que se utiliza материалы Nature News .

Fuente: habrahabr.ru/post/212045/