Die Synthese einer reinen Einzelschicht aus blauem Phosphor könnte für die Halbleitertechnik nützlich sein

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NUS haben Chemiker eine Methode zur Synthese von blauem Phosphor aus einer Einzelschicht für potenzielle Halbleiteranwendungen entwickelt.Die Fähigkeit, Materialien synthetisch zu entwerfen und zu produzieren, könnte die Bibliothek natürlich vorkommender geschichteter Festkörper ergänzen und Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Materialien mit einzigartigen Eigenschaften bieten, die für spezielle Anwendungen geeignet sind.

Die Klasse der zweidimensionalen (2-D) Elementmaterialien ist besonders interessant, da sie den chemisch einfachsten Fall für die Materialentwicklung darstellen und als Modellsystem für die Erforschung von Synthesemechanismen an der Oberfläche dienen.

Ein solches 2-D-Material ist blauer Phosphor, der so berechnet wurde, dass er eine große Bandlücke besitzt, die für die Verwendung in optoelektronischen Geräten geeignet ist.Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof.

Chen Wei vom Fachbereich Chemie und Physik der NUS hat experimentell nachgewiesen, dass eine atomar dünne Schicht aus reinem blauem Phosphor durch Einlagerung von Silizium in eine blaue Phosphor-Gold-Legierung (BlueP-Au) erhalten werden kann.

Eine einzelne Schicht der BlueP-Au-Legierung wurde durch Abscheidung von schwarzen Phosphorvorläufern in großen Mengen auf eine erhitzte Goldoberfläche (111) hergestellt.

Anschließend wurden Siliziummoleküle aus einem erhitzten Siliziumstab verdampft.

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Diese Siliciumatome fügten sich unter die BlueP-Au-Legierung ein und bildeten eine Goldsilicid-Pufferschicht, wodurch die molekularen Bindungen zwischen den Phosphor- und Goldatomen aufgebrochen wurden und sich auf der Oberfläche eine reine Einzelschicht aus blauem Phosphor bildete.Prof.

Chen sagte: “Künftige Forschungsarbeiten würden auf die Isolierung der Monoschicht aus blauem Phosphor vom Substrat gerichtet sein, um dessen Leistung in elektronischen Geräten zu untersuchen.

Wir gehen auch davon aus, dass unsere Ergebnisse Einblicke in die wesentliche Rolle des Substrats für das Wachstum von 2-D-Phosphor geben werden.

“Die Ergebnisse bieten eine Plattform, um die exotischen Eigenschaften, die für blauen Phosphor vorhergesagt wurden, weiter zu erforschen und die Forschung über seine praktischen Anwendungen voranzutreiben.<img src="https://tekk.tv/wp-content/uploads/2020/04/1587988743_487_Synthesis-of-pure-single-layer-of-blue-phosphorus-could-be.jpg" alt="Synthese von interkaliertem Silizium in einer Monoschicht aus blauem Phosphor" title="(Links) Die Abbildung zeigt das Rastertunnelmikroskopie (STM)-Bild einer blauen Phosphor-Gold (BlueP-Au)-Legierung, die auf einem Gold (111)-Substrat gewachsen ist.

( Rechts) Die Abbildung zeigt das STM-Bild des einschichtigen blauen Phosphors (BlueP).

Die Struktur ist nicht völlig flach, sondern regelmäßig geknickt.

Kredit: ACS Nano”>.

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