石墨烯是硅的最合适的替代物

石墨烯是硅的最合适的替代物
来源：东莞市捷诚石墨制品有限公司 发布时间：2018-12-08 点击次数：426


初中化学中的少数化学物质之一是磷。红磷和白磷是最常听到的。黑磷实际上是磷的同素异形体。一百多年前，化学家合成了黑磷，一种从那以后就没有合成的物质。

由于石墨烯带来的二维材料的激增，直到2013年，人们才再次对黑磷感兴趣。在2014年上半年的一系列文献中，通过剥离获得了具有10-20原子厚度的超薄黑磷薄膜。目前，二维黑磷材料已成为芯片行业的新宠。

黑磷的令人兴奋之处在于它能产生超薄的黑磷（也称为磷烯），它与二维材料石墨烯非常相似。但是与石墨烯不同，磷有一个能隙，而石墨烯没有。什么是能隙在半导体中，由于能隙的存在，只有当半导体吸收足够的能量时，它才能呈现另一种状态，即0和1在半导体中可以表示，如果没有能隙，则很难在数字电路中表示逻辑状态。

Case Western Reserve大学电气工程学院的助理教授Philip Feng解释说，黑磷的间隙也可以通过黑磷层的数量来微调，其能隙电压可以控制在0.3-2.0伏的范围内，覆盖范围很广。在成都，人们几乎都发现了二维物质，它可以作为连接其他物质之间缝隙的桥梁。

韩国成正关大学的科学家最近通过组合不同的材料来调整黑磷的间隙电压，使得晶体管非常接近当前常见的硅片结构。

除了上述功能外，能隙效应还影响材料的光电性能。科学家们还研究了黑磷的光电功率。明尼苏达大学光子学专家莫丽说：光电特性包括光的吸收、发射和调制。半导体材料的光学性质主要取决于能隙的大小。黑磷的能隙范围是指它能吸收0.6～4.0微米波长的光，如果转换成颜色，其覆盖范围从可见光到红外。这个光谱范围是关键。介绍了黑磷在光学相关传感器中的应用。

Rimmer的团队建造了一个基于黑磷的光探测器，每秒可以转换30亿比特的光。

然而，黑磷的制备和保存比较困难，目前只有一种制备方法是在高温高压下从红磷中制取黑磷，然后将黑磷剥离成具有原子厚度的薄片，用于纳米材料的制备。材料。不幸的是，当黑磷暴露在空气中时，它与空气中的水蒸气和氧气发生反应，其性能大大降低。空气。Li Mo说。

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