研究人员对黑磷(BP)的带隙进行了调整,以创建一个出色的导体,该导体可能是用于在太阳能电池板,电信激光器以及其他此类电子和光电设备中应用的质量。
研究人员来自Pohang科学技术大学(Postech),欧洲杯线上买球基础科学研究所(IBS)欧洲杯线上买球人工低维电子系统(CALDES)中心。
为了理解这项研究的发现,确定二维(2D)材料的性质很重要。欧洲杯足球竞彩石墨烯被认为是一种奇迹材料。石墨烯的研究已获得两位英国科学家的诺贝尔奖。该材料采用了一块极薄的碳的形式,该碳由带有蜂窝结构的分层碳原子组成。
石墨烯具有许多非凡属性。它比铜更好,并且比橡胶更灵活。尽管它比钢轻的倍,但石墨烯却更强。另外,当石墨烯层没有缺陷时,所有分子和原子都不会渗透。该属性使这种材料有望在航空航天,体育,电子产品和其他此类应用中进行科学发展。
材料的电导率由其带隙确定。考虑一个河流过路的河流,垫脚石之间有很大的缝隙,另一个河流十字路口紧紧地包装了摩擦。用紧紧的垫脚石横穿河流比另一个要容易得多。以类似的方式,较小的频带间隙可以实现更强大的电流,以及更有效的电流运动。
当石墨烯处于自然状态时,它的带隙为零,这意味着它像导体一样起作用。这种电导率甚至在低温下也发生,也不能“关闭”。这样可以防止石墨烯用作半导体。
磷具有15个原子数,并将其名称为整个化合物。稳定形式的白磷被称为黑磷(BP)。BP可以廉价地大规模生产。但是,与石墨烯不同,BP具有天然带隙。这使BP可以打开或关闭其电流。研究人员对几层磷(一种磷)的同类磷进行了测试。
Postech教授Keun Su Kim说“我们将电子从掺杂剂 - 钾转移到黑色磷的表面,该磷限制了电子,并使我们能够操纵这种状态。钾会产生强大的电场,这是我们调整带隙大小所需的。”
电子的传输称为“掺杂”,此过程引起了巨大的鲜明效果。调节频带隙,导电和价带更近,从而导致频带间隙从0.35 eV的固有值减少到0.0〜0.6 eV之间的值。金教授解释说,“石墨烯是狄拉克的半学。它的自然状态比黑磷更有效率,但很难打开乐队差距。因此,我们调整了BP的带隙,以类似于石墨烯的自然状态,石墨烯的独特状态与常规半导体不同。”
黑色磷的新增强形式对各种应用有希望。电气工程师将能够通过调整带隙来制作带有所需行为的设备。