黑磷與石墨烯哪個更好?

時間:2015-02-20 18:11來源:中國有色網(wǎng) 作者:綜合報道
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石墨烯作為一種奇跡材料,被譽為電子產(chǎn)品的未來。但現(xiàn)在它的一個“親戚”—黑磷,具備低成本的制造工藝,有望替代石墨烯,成為下一個新材料金礦。

石墨烯作為一種奇跡材料,被譽為電子產(chǎn)品的未來。但現(xiàn)在它的一個“親戚”—黑磷,具備低成本的制造工藝,有望替代石墨烯,成為下一個新材料金礦。

磷作為元素周期表中第十五號元素,其化合物通常具有化學發(fā)光性質(zhì),或者通過化學反應產(chǎn)生大部分無熱光。

黑磷,一直很難制備但在納米電子學領域具有應用前景,這與二維(單原子厚)神奇材料—石墨烯非常類似。同石墨烯一樣,黑磷在制備過程中也存在難以克服的困難,它有多層結(jié)構(gòu),為了得到所期望的二維片層,這些多層需要通過剝離工藝一層層分離開。

據(jù)國外媒體報道,都柏林三一學院的材料學家最近成功解決了這個問題。他們發(fā)現(xiàn),通過將黑磷浸沒在溶液中,然后用聲波轟炸它,而不是通過層層剝離,可以達到同樣的效果,并且整個過程更容易、更便宜。結(jié)果:層狀結(jié)構(gòu)松動分離,得到只有幾個原子厚的黑磷片層。

迄今二維材料的奇異世界一直被石墨烯統(tǒng)治著,當石墨烯降低到一定厚度時,其導電性會達到一個極端的程度,強于凱夫拉(譽為地球上最強的材料),有望作為過濾器排從空氣中吸收氫燃料。

目前,僅石墨烯的應用就有超過7000項專利,大部分被科技巨頭蘋果和索尼占有。石墨烯可以說是新的硅,但并不是具有這種性質(zhì)的唯一材料。

黑磷有帶隙,而石墨烯是所謂的零隙半導體。黑磷,作為可調(diào)半導體,在電子設備中或許有更多的應用:晶體管、傳感器、太陽能電池、開關(guān)、電池電極等。其中一些應用已經(jīng)被測試,效果非常好。同石墨烯一樣,黑色的磷也不容易大量生產(chǎn)。

研究人員表示,雖然黑磷納米片已經(jīng)通過液體剝離量產(chǎn),此法仍然存在問題,主要是因為黑磷納米片不穩(wěn)定,會與水或氧氣反應。必須通過有效途徑,液體環(huán)境穩(wěn)定剝離納米片,防止氧化。N-環(huán)己基-2-吡咯烷酮經(jīng)實驗證實,就是研究人員要找的溶液,N-環(huán)己基-2-吡咯烷酮已在電子制造領域廣泛應用。

黑色磷的確是黑色的,不像它的同素異形體能發(fā)光,但它對光線的分散效果確實非常好,甚至優(yōu)于石墨烯。正因為如此,它非常適合應用于光電領域。全新的明星材料,正在綻放光芒。

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