Czarny fosfor – lepszy niż grafen

Czarny fosfor – lepszy niż grafen
„Nature Materials” donosi, że uczonym z kanadyjskiego Uniwersytetu w Montrealu oraz francuskiego centrum badań naukowych CNRS udało się opracować technikę zapobiegania utlenianiu dwuwymiarowych monowarstw czarnego fosforu. Dlaczego to takie istotne? Dlatego, że alotropowa odmiana fosforu zwana czarnym fosforem może być nowym grafenem, z tym, że lepszym niż grafen.

Naukowcy całkiem niedawno nauczyli się tworzyć cienkie warstwy czarnego fosforu. Czarny fosfor może stać się w elektronice i w optoelektronice materiałem numer jeden, ponieważ w przeciwieństwie do grafenu posiada tzw. pasmo wzbronione (przerwę energetyczną), inaczej mówiąc, przedział wartości energii niedozwolonych dla elektronów, które w strukturach krystalicznych oddziela pasmo walencyjne od pasma przewodnictwa w półprzewodnikach. Brak tego pasma w grafenie oznacza, że przepływu elektronów nie można wyłączyć i włączyć, czyli nie można z tego materiału w postaci czystej budować przełączników elektronicznych.

Materiał z czarnego fosforu w postaci warstw 2D nazywany jest fosforenem lub 2D fosfanem – nazwa nie została jeszcze trwale ustalona. Naukowcy od dłuższego czasu borykają się z podatnością tych warstw na utlenianiem z warunkach atmosferycznych. Metoda naukowców kanadyjskich i francuskich polega na dokładnej kontroli wibracji atomów w monowarstwie, co redukuje ich „ochotę” do reagowania z tlenem i wodą w środowisku.