Mere præcise målinger af phosphoren tyder på, at det har fordele i forhold til andre 2-D materialer

(Phys.org) – Et stort team af forskere fra Kina, USA og Japan har udviklet et mere præcist middel til at måle de forskellige båndgab i lagdelt fosfor, og ved at gøre det, har fundet ud af, at det har fordele i forhold til andre 2-D materialer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur nanoteknologi , gruppen beskriver deres teknik og hvad de observerede under deres målinger.

Forskere har studeret fosfor (enkeltlags sort fosfor) i nogen tid, fordi de mener, at det kan være nyttigt til at skabe nye eller bedre typer 2-D optoelektroniske enheder, ligner i nogle henseender forskningsindsats, der undersøger grafen. Selvom det først blev opdaget i 1669, det var faktisk først isoleret i 2014. Siden dengang, forskere har forsøgt at studere de båndgab (energiforskellene mellem toppen af ​​valensbåndene og bunden af ​​ledningsbåndene), der eksisterer under forskellige lagforhold, fordi hver enkelt kan repræsentere en unik mulighed for at bruge materialet. Tidligere bestræbelser på at finde båndhullerne var baseret på fluorescensspektroskopi, men den teknik har ikke givet den nødvendige nøjagtighed til at bygge enheder. I denne nye indsats, forskerne tog en ny tilgang kaldet optisk absorptionsspektroskopi, som virker ved at måle absorption af stråling, når den interagerer med en prøve. Ved at udføre flere eksperimenter, forskerne fandt ud af, at materialets elektroniske struktur varierede betydeligt, når man så på materialer skabt af en række lag, hvilken, de bemærkede, var i overensstemmelse med tidligere teorier.

Ved at bruge den nye teknik, forskerne fandt ud af, at forskellige båndgab passede godt med forskellige applikationer. 1,15 eV, for eksempel, ville passe godt med et siliciumbåndgab, og 0,83 eV kunne bruges i optoelektronik på grund af dets lighed med en telekommunikationsfotonbølgelængde. Også, de bemærkede, at båndgabet på 0,35 eV kunne vise sig nyttigt til at skabe infrarøde enheder. Samlet set, de fandt ud af, at strukturen af ​​lagdelt phosphoren giver det fordele i forhold til andre 2D-materialer til at skabe nye enheder - inklusive nogle forekomster af grafen.

Forskerne planlægger derefter rent faktisk at bruge deres resultater til at skabe forskellige optoelektroniske enheder, selvom de erkender, at der stadig er nogle udfordringer involveret, såsom at finde ud af en måde at håndtere de små flager og den ustabilitet, der er forbundet med at forsøge at bruge den.

© 2016 Phys.org