NUS-kemister har utvecklat en metod för att syntetisera monolager blått fosfor för potentiella halvledarapplikationer.

Förmågan att designa och producera material syntetiskt skulle kunna komplettera biblioteket av naturligt förekommande skiktade fasta ämnen och ge möjligheter att utveckla nya material med unika egenskaper lämpade för specialiserade applikationer. Klassen av tvådimensionella (2-D) elementära material är särskilt intressant eftersom de representerar det kemiskt enklaste fallet för materialutveckling, och fungera som ett modellsystem för att utforska syntesmekanismer på ytan. Ett sådant 2D-material är blå fosfor, som har beräknats ha ett stort bandgap lämpligt för användning i optoelektroniska anordningar.

En forskargrupp ledd av professor Chen Wei från institutionen för kemi och institutionen för fysik, NUS har demonstrerat experimentellt att ett atomärt tunt lager av ren blå fosfor kan erhållas från kiselinterkalering av en blå fosfor-guld (BlueP-Au) legering. Ett enda lager av BlueP-Au-legering framställdes genom att deponera bulksvart fosforprekursorer på en uppvärmd guldyta (111). Kiselmolekyler avdunstades därefter från en uppvärmd kiselstav. Dessa kiselatomer infogade sig under BlueP-Au-legeringen och bildade ett guldsilicidbuffertlager, bryta molekylbindningarna mellan fosfor- och guldatomerna, vilket leder till bildandet av ett rent enda lager av blå fosfor på ytan.

Prof Chen sa, "Framtida forskningsarbete skulle riktas mot isoleringen av det blå fosformonoskiktet från substratet för att studera dess prestanda i elektroniska enheter. Vi ser också för oss att våra resultat kommer att ge insikter om de väsentliga rollerna som substratet spelar för 2-D fosfortillväxt. "

Resultaten ger en plattform för att ytterligare utforska de exotiska egenskaper som förutspås för blå fosfor, och främja forskning om dess praktiska tillämpningar.