Материалы портала «Научная Россия»

Фосфорен — суперматериал пост-графеновой эпохи

Фосфорен — суперматериал пост-графеновой эпохи
В прошлом месяце исследовательские группы в США и Китае сообщили о двумерном материале фосфорене, имеющем (в отличие от популярного графена) запрещенную энергетическую зону, что делает его более перспективным для применения в полупроводниковой электронике

Физики изучают черный фосфор — материал, состоящий из слоев, удерживаемых вместе слабыми химическими связями — с 60-х годов прошлого века, но лишь в прошлом году предприняли попытки изолировать отдельные слои.

В январе группа из университета Пердью (штат Индиана) и их коллеги из Шанхая и Хэфэя (Китай), независимо сообщили об успехе. Они смогли отделить от черного фосфора два или три атомных слоя, используя липкую ленту — тот же метод, при помощи которого в 2004 г. впервые были изолированы слои графена. Следует отметить, что выделить одиночный слой фосфорена пока никому из них не удалось.

Слой фосфорена образован гексагональной решеткой атомов, как и графен, но в отличие от него, такая структура является не полностью плоской, а слегка волнистой. Благодаря наличию запрещенной зоны фосфорен может переключаться между проводящим и диэлектрическим состояниями, а «рябь» на его поверхности еще недостаточна, чтобы заметно ограничивать столь привлекательную для электроинженеров высокую мобильность электронов.

Эксперименты показали, что скорость носителей заряда в фосфорене сопоставима с этим параметром одиночных слоев дисульфида молибдена. От последнего полупроводника фосфорен выгодно отличает то, что он состоит из атомов одного химического элемента, и его чистые образцы, теоретически, проще получать. Фосфорен также более стабилен, чем его унитарные конкуренты, такие как силицен и германен, которые вдобавок, не обладают естественной запрещенной зоной.

Процесс получения исходного материала для фосфорена, черного фосфора, довольно трудоемок и предусматривает спекание порошкообразного сырья под сверхвысоким давлением. Однако, по мнению одного из американских авторов описываемых работ, успешность дебюта фосфорена в электронике будет зависеть главным образом от того, смогут ли ученые найти достаточно эффективные способы отделения одиночных слоев и нанесения их на подложки.

Источник: ko.com.ua

графен запрещенная энергетическая зона полупроводниковая электроника фосфорен

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий