A) Struktur av svart fosfor (BP). B) SEM-bild av en skiktad BP-kristall. C) Fotografi av en dispersion av exfolierad FL-BP i CHP. D-F) Representativa lågupplösta transmissionselektronmikroskopiska (TEM) bilder av FL-BP exfolierad i N-cyklohexyl-2-pyrrolidon (CHP). G) Låg-by-pass ljusfältsavsökningstransmission TEM (STEM) bild och H) Butterworth filtrerad högvinkel ringformigt mörkt fält (HAADF) STEM bild av FL-BP (exfolierad i isopropanol) som visar det intakta gittret. Kredit:arXiv:1501.01881 [cond-mat.mes-hall]
(Phys.org)—Ett team av forskare som arbetar vid Trinity College i Irland har hittat ett sätt att producera svart fosfor i bulk, teoretiskt banar väg för dess användning i verkliga tillämpningar. De har skrivit ett papper som beskriver sin teknik och har laddat upp det till preprint-servern arXiv .
För några år, materialvetare, apotek, fysiker och andra forskare har ivrigt arbetat för att hitta ett sätt att skapa grafen i bulk och tvinga det att ha ett bandgap. Än så länge, det arbetet har inte lett till ett genombrott som skulle göra det möjligt för det så kallade mirakelmaterialet att användas för mycket i verkliga tillämpningar. I denna nya ansträngning, forskargruppen har flyttat sitt fokus till svart fosfor (alias fosforen) som har många av samma fördelaktiga egenskaper som grafen, men har för närvarande, åtminstone teoretiskt, ett sätt att framkalla ett bandgap. Hittills, dock, att göra svart fosfor gjordes på samma sätt som att göra grafen, t.ex. använda tejp för att dra lager från ett bulkprov – det är uppenbarligen inte ett bra sätt att producera material som är lämpligt för kommersiella applikationer. Nu verkar det som att laget i Irland har hittat ett annat sätt – ett som är enkelt, billigt och gör det möjligt att separera ark i olika storlekar.
För att få ark med svart fosfor skapade teamet först ett block av det, sedan, istället för att försöka slita av lager med tejp, de nedsänkte den i ett flytande CHP lösningsmedel och ledde sedan i akustiska vågor, som tjänade till att slå av skikt av fosforen (nanoark) i lösningen. Teamet filtrerade sedan arken med en centrifug. Med den här metoden rapporterar teamet att de har kunnat producera nanoark av svart fosfor i bulk, några av dem är bara några lager tjocka.
Forskarna har använt resultaten av sina ansträngningar för att testa användbarheten av att använda svart fosfor i en mängd olika tillämpningar, allt från att öka styrkan hos polyvinylklorid, till en ammoniakdetektor. De noterar att nanoarken lider av en allvarlig nackdel - de tenderar att sönderfalla under en kort tidsperiod när de utsätts för vatten eller syre, men teamet är optimistiskt att lösningsmedel kan skapas för att ge ett skyddande skal runt arken som fortfarande gör det möjligt för dem att utföra sina användbara funktioner.
© 2015 Phys.org
