石墨烯是硅的最合適的替代物

石墨烯是硅的最合適的替代物
來源：東莞市捷誠石墨制品有限公司 發布時間：2018-12-08 點擊次數：426


初中化學中的少數化學物質之一是磷。紅磷和白磷是最常聽到的。黑磷實際上是磷的同素異形體。一百多年前，化學家合成了黑磷，一種從那以后就沒有合成的物質。

由于石墨烯帶來的二維材料的激增，直到2013年，人們才再次對黑磷感興趣。在2014年上半年的一系列文獻中，通過剝離獲得了具有10-20原子厚度的超薄黑磷薄膜。目前，二維黑磷材料已成為芯片行業的新寵。

黑磷的令人興奮之處在于它能產生超薄的黑磷（也稱為磷烯），它與二維材料石墨烯非常相似。但是與石墨烯不同，磷有一個能隙，而石墨烯沒有。什么是能隙在半導體中，由于能隙的存在，只有當半導體吸收足夠的能量時，它才能呈現另一種狀態，即0和1在半導體中可以表示，如果沒有能隙，則很難在數字電路中表示邏輯狀態。

Case Western Reserve大學電氣工程學院的助理教授Philip Feng解釋說，黑磷的間隙也可以通過黑磷層的數量來微調，其能隙電壓可以控制在0.3-2.0伏的范圍內，覆蓋范圍很廣。在成都，人們幾乎都發現了二維物質，它可以作為連接其他物質之間縫隙的橋梁。

韓國成正關大學的科學家最近通過組合不同的材料來調整黑磷的間隙電壓，使得晶體管非常接近當前常見的硅片結構。

除了上述功能外，能隙效應還影響材料的光電性能。科學家們還研究了黑磷的光電功率。明尼蘇達大學光子學專家莫麗說：光電特性包括光的吸收、發射和調制。半導體材料的光學性質主要取決于能隙的大小。黑磷的能隙范圍是指它能吸收0.6～4.0微米波長的光，如果轉換成顏色，其覆蓋范圍從可見光到紅外。這個光譜范圍是關鍵。介紹了黑磷在光學相關傳感器中的應用。

Rimmer的團隊建造了一個基于黑磷的光探測器，每秒可以轉換30億比特的光。

然而，黑磷的制備和保存比較困難，目前只有一種制備方法是在高溫高壓下從紅磷中制取黑磷，然后將黑磷剝離成具有原子厚度的薄片，用于納米材料的制備。材料。不幸的是，當黑磷暴露在空氣中時，它與空氣中的水蒸氣和氧氣發生反應，其性能大大降低。空氣。Li Mo說。

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