(Sinistra) La figura mostra l'immagine della microscopia a effetto tunnel a scansione (STM) della lega di fosforo-oro blu (BlueP-Au) cresciuta su substrato di oro (111). (A destra) La figura mostra l'immagine STM del fosforo blu a strato singolo (BlueP). La struttura non è completamente piana ma regolarmente allacciata. Credito:ACS Nano
I chimici NUS hanno sviluppato un metodo per sintetizzare il fosforo blu monostrato per potenziali applicazioni di semiconduttori.
La capacità di progettare e produrre materiali sinteticamente potrebbe integrare la libreria di solidi stratificati presenti in natura e fornire opportunità per sviluppare nuovi materiali con proprietà uniche adatte ad applicazioni specializzate. La classe dei materiali elementari bidimensionali (2-D) è particolarmente interessante in quanto rappresentano il caso chimicamente più semplice per lo sviluppo dei materiali, e servire come sistema modello per esplorare i meccanismi di sintesi sulla superficie. Uno di questi materiali 2-D è il fosforo blu, che è stato calcolato per possedere un ampio gap di banda adatto per l'uso in dispositivi optoelettronici.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Chen Wei del Dipartimento di Chimica e del Dipartimento di Fisica, NUS ha dimostrato sperimentalmente che uno strato atomicamente sottile di puro fosforo blu può essere ottenuto dall'intercalazione di silicio di una lega di fosforo blu-oro (BlueP-Au). È stato preparato un singolo strato di lega BlueP-Au depositando precursori sfusi di fosforo nero su una superficie riscaldata di oro (111). Le molecole di silicio sono state successivamente evaporate da una bacchetta di silicio riscaldata. Questi atomi di silicio si sono inseriti al di sotto della lega BlueP-Au e hanno formato uno strato tampone di siliciuro d'oro, rompendo i legami molecolari tra gli atomi di fosforo e d'oro, portando così alla formazione di un singolo strato puro di fosforo blu sulla superficie.
Il professor Chen ha detto, "Il lavoro di ricerca futuro sarebbe diretto verso l'isolamento del monostrato di fosforo blu dal substrato per studiarne le prestazioni nei dispositivi elettronici. Prevediamo inoltre che i nostri risultati forniranno approfondimenti sui ruoli essenziali svolti dal substrato per la crescita del fosforene 2-D. "
I risultati forniscono una piattaforma per esplorare ulteriormente le proprietà esotiche previste per il fosforo blu, e la ricerca avanzata sulle sue applicazioni pratiche.
