Синий фосфор — новый двухмерный материал, способный потеснить графен
Изобретенный на заре 21 века графен уже нашел свое применение во многих областях науки и техники. И даже подарил ученым, изучавшим его, Нобелевскую премию. Однако двухмерная структура наподобие этого углеродсодержащего материала была предсказана и для других элементов Периодической системы химических элементов и весьма необычные свойства одного из таких веществ недавно удалось изучить. А называется это вещество «синий фосфор».
Фосфор вообще довольно интересный химический элемент. Он имеет несколько форм, называющихся аллотропные модификации. Было известно 4 формы под названиями белый, красный, фиолетовый и черный фосфор, различающихся строением кристаллической решетки. Несколько лет назад ученые предсказывали, что возможно существование и 5 формы, но лишь недавно удалось доказать ее существование и изучить некоторые свойства.
Как передает издание New Atlas, группа исследователей из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца поместив модификацию фосфора на подложку из золота обнаружила структуру фосфора очень похожую по строению на графен.
В структуре синего фосфора атомы имеют «сотовое» строение, как и у графена, но немного «выступают» над поверхностью благодаря присутствию подложки из золота
Особенности строения материала обеспечивают и довольно уникальные для него свойства. Уже упомянутый выше черный фосфор обладает довольно хорошей проводимостью и некоторые исследователи пророчили ему в электронике позицию «нового кремния», но изучив синий фосфор выяснилось, что он гораздо лучше может подойти для этих целей.
Применив фотоэлектронную спектроскопию с угловым разрешением, ученые измерили уровень распределения электронов по кристаллической решетке и выяснили, что она обладает энергетическим потенциалом в 2 электрон-вольта, что в 7 раз больше, чем у черного фосфора. По словам автора работы Оливера Радера,
«До сих пор исследователи в основном использовали объемный черный фосфор для производства тонких атомарных слоев. Наша работа не только указывает на свойства новой двухмерной модификации фосфора, но и подчеркивает влияние опорной подложки на поведение электронов в синем фосфоре, что является важным параметром для применения в оптоэлектронике.»