Syntese af rent enkeltlag af blåt fosfor kan være nyttig til halvledelse

NUS -kemikere har udviklet en metode til at syntetisere monolagsblåt fosfor til potentielle halvlederapplikationer.

Evnen til at designe og producere materialer syntetisk kunne supplere biblioteket med naturligt forekommende lagdelte faste stoffer og give muligheder for at udvikle nye materialer med unikke egenskaber, der er velegnede til specialiserede applikationer. Klassen af ​​todimensionale (2-D) elementære materialer er særlig interessant, da de repræsenterer den kemisk enkleste sag for materialeudvikling, og fungere som et modelsystem til at udforske syntesemekanismer på overfladen. Et sådant 2-D-materiale er blåt fosfor, som er beregnet til at have et stort båndgab, der er egnet til brug i optoelektroniske apparater.

Et forskerhold ledet af professor Chen Wei fra Institut for Kemi og Institut for Fysik, NUS har eksperimentelt demonstreret, at et atom-tyndt lag af rent blåt fosfor kan opnås ved siliciuminterkalering af en blå fosfor-guld (BlueP-Au) legering. Et enkelt lag BlueP-Au-legering blev fremstillet ved at deponere sorte fosforforstadier i bulk på en opvarmet overflade af guld (111). Siliciummolekyler blev efterfølgende fordampet fra en opvarmet siliciumstang. Disse siliciumatomer indsatte sig selv under BlueP-Au-legeringen og dannede et guldsilicidbufferlag, bryde de molekylære bindinger mellem fosfor- og guldatomer, hvilket fører til dannelsen af ​​et rent enkelt lag blåt fosfor på overfladen.

Prof Chen sagde, "Fremtidigt forskningsarbejde ville være rettet mod isolering af det blå fosfor-monolag fra substratet for at studere dets ydeevne i elektroniske enheder. Vi forestiller os også, at vores fund vil give indsigt i de væsentlige roller, som substratet spiller for 2-D phosphorenvækst. "

Resultaterne giver en platform til yderligere at undersøge de eksotiske egenskaber, der forudsiges for blåt fosfor, og fremme forskning om dens praktiske anvendelser.