Exfoliering av bulkkristaller: En metod för att erhålla platt fosfor är genom exfoliering av bulksvarta fosforkristaller. Detta involverar mekaniska eller kemiska processer för att dela upp bulkkristallerna i individuella lager. Mikromekanisk peeling, med Scotch-tejp eller andra självhäftande material, kan användas för att dra bort tunna lager av svart fosfor. Flytande fasexfoliering, där bulkkristallerna dispergeras i ett lämpligt lösningsmedel och utsätts för ultraljudsbehandling eller skjuvkrafter, kan också användas för att producera fålagers fosforen.
Kemisk ångdeposition (CVD): CVD är en allmänt använd teknik för tillväxt av platt fosfor. I denna metod införs en prekursorgas innehållande fosfor, såsom fosfortriklorid (PCl3) eller fosforpentaklorid (PCl5), i en uppvärmd kammare. Prekursorgasen reagerar med en metallkatalysator, typiskt guld eller koppar, för att bilda fosforatomer. Dessa atomer kristalliserar sedan på substratytan och bildar platta fosforskikt. Tillväxtprocessen kan kontrolleras genom att justera temperatur, tryck och gasflöden för att erhålla fosforen av hög kvalitet.
Molekylär strålepitaxi (MBE): MBE är en annan odlingsteknik som används för tillverkning av platt fosfor. I MBE avsätts fosforatomer på ett uppvärmt substrat i en högvakuummiljö. Fosforatomerna förångas från en källa, såsom en fosforutgjutningscell, och riktas mot substratet. Substrattemperaturen och avsättningshastigheten kontrolleras noggrant för att främja bildningen av platta fosforskikt. MBE möjliggör exakt kontroll över tillväxtprocessen och egenskaperna hos den resulterande fosforenen.
Lösningsbaserad syntes: Lösningsbaserade metoder har utvecklats för att syntetisera platt fosfor direkt från lösningsprekursorer. Dessa metoder involverar typiskt reaktionen av fosforhaltiga föreningar i ett lösningsmedel, följt av självmontering av fosforatomer till plana strukturer. Ett tillvägagångssätt är reduktionen av fosforhalogenider, såsom PCl3 eller PBr3, i närvaro av lämpliga reduktionsmedel. En annan strategi är den hydrotermiska syntesen, där fosforprekursorer värms upp i ett slutet kärl med vatten vid höga temperaturer och tryck. Lösningsbaserad syntes erbjuder potential för skalbar produktion av platt fosfor.
Tillväxtmekanismen för platt fosfor kan påverka dess egenskaper och prestanda. Faktorer som substratmaterialet, tillväxttemperaturen och prekursorsammansättningen kan påverka kristallstrukturen, elektroniska egenskaper och morfologi hos fosforenskikten. Forskare undersöker och förfinar ständigt dessa tillväxttekniker för att uppnå högkvalitativ platt fosfor med önskade egenskaper för olika applikationer, såsom inom elektronik, optoelektronik och energilagring.
