石墨烯应用

黑磷的应用更甚于石墨烯 石墨烯怕了吗

字号+ 编辑:零一 来源:新材料 2016-11-22 01:42 我要评论( )

石墨烯作为一种奇迹材料,被誉为电子产品的未来。但现在它的一个 亲戚 黑磷,具备低成本的制造工艺,有望替代石墨烯,成为下一个新材料金矿。 磷作为元素周期表中第十五号元素,其化合物通常具有化学发光性质,或者通过化学反应产生大部分无热光。 黑磷,来

黑磷的应用更甚于石墨烯  石墨烯怕了吗

石墨烯作为一种奇迹材料,被誉为电子产品的未来。但现在它的一个亲戚”——黑磷,具备低成本的制造工艺,有望替代石墨烯,成为下一个新材料金矿。

磷作为元素周期表中第十五号元素,其化合物通常具有化学发光性质,或者通过化学反应产生大部分无热光。

黑磷的应用更甚于石墨烯  石墨烯怕了吗
黑磷,来源:Oxford Chemistry Primer

黑磷,一直很难制备但在纳米电子学领域具有应用前景,这与二维(单原子厚)神奇材料——石墨烯非常类似。同石墨烯一样,黑磷在制备过程中也存在难以克服的困难,它有多层结构,为了得到所期望的二维片层,这些多层需要通过剥离工艺一层层分离开。

据国外媒体报道,都柏林三一学院的材料学家最近成功解决了这个问题。他们发现,通过将黑磷浸没在溶液中,然后用声波轰炸它,而不是通过层层剥离,可以达到同样的效果,并且整个过程更容易、更便宜。结果:层状结构松动分离,得到只有几个原子厚的黑磷片层。

迄今二维材料的奇异世界一直被石墨烯统治着,当石墨烯降低到一定厚度时,其导电性会达到一个极端的程度,强于凯夫拉(誉为地球上最强的材料),有望作为过滤器排从空气中吸收氢燃料。

目前,仅石墨烯的应用就有超过7000项专利,大部分被科技巨头苹果和索尼占有。石墨烯可以说是新的硅,但并不是具有这种性质的唯一材料。

黑磷有带隙,而石墨烯是所谓的零隙半导体。黑磷,作为可调半导体,在电子设备中或许有更多的应用:晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等。其中一些应用已经被测试,效果非常好。同石墨烯一样,黑色的磷也不容易大量生产。

研究人员表示,虽然黑磷纳米片已经通过液体剥离量产,此法仍然存在问题,主要是因为黑磷纳米片不稳定,会与水或氧气反应。必须通过有效途径,液体环境稳定剥离纳米片,防止氧化。N-环己基-2-吡咯烷酮经实验证实,就是研究人员要找的溶液,N-环己基-2-吡咯烷酮已在电子制造领域广泛应用。

    黑色磷的确是黑色的,不像它的同素异形体能发光,但它对光线的分散效果确实非常好,甚至优于石墨烯。正因为如此,它非常适合应用于光电领域。全新的明星材料,正在绽放光芒。

 

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