Fosforen – czyli grafen z fosforu

Cudowny materiał przyszłości – grafen – nie jest pozbawiony wad, o których poza być może ceną, wiedzą tylko nieliczni. Jak wiadomo, po powierzchni warstwy grafenowej o grubości atomu elektrony płyną sobie swobodnie. Niestety materiał ten nie wykazuje tzw. pasma wzbronionego (przerwy energetycznej), czyli przedziału wartości energii niedozwolonych dla elektronów, które w strukturach krystalicznych oddziela pasmo walencyjne od pasma przewodnictwa w półprzewodnikach. Oznacza to, że przepływu elektronów nie można wyłączyć i włączyć.

Ta niedoskonałość ogranicza możliwości wykorzystania grafenu w obwodach półprzewodnikowych. Naukowcy szukają, więc materiałów, które łączyć będą jego ogromne zalety z pasmem wzbronionym. Zespołu pracujące równolegle w USA i Chinach stawiają na „fosforen”, czyli fosfor spreparowany, podobnie jak węgiel w grafenie, w postaci warstw o grubości jednego atomu. Podobnie jak w grafenie siatka ma układ heksagonalny, lecz jest nieco bardziej pomarszczona niż grafenowa. Uczeni zapewniają, że właściwości „fosforenu” są identyczne jak węglowej struktury.

O badaniach naukowców z uniwersytetów Fudan z Szanghaju oraz West Lafayette z amerykańskiego stanu Indiana, poinformował magazyn „Nature”. Do otrzymania warstw nowego materiału wykorzystali metodę odrywania warstw z powierzchni czarnego fosforu za pomocą taśmy przylepnej, identyczną jak ta, która w 2004 r. doprowadziła do wytworzenia grafenu. Nie udało im się jednak jeszcze uzyskać warstwy o grubości pojedynczego atomu.