Observación directa de la estructura electrónica dependiente de la capa en el fosforeno. a, La celosía arrugada en forma de panal de fosforeno monocapa; xey denotan las orientaciones del sillón y del cristal en zigzag, respectivamente. B, C, Imágenes ópticas de muestras de fosforeno de pocas capas. Las imágenes se registraron con una cámara CCD unida a un microscopio óptico. El número de capas (indicado en la figura) está determinado por el contraste óptico en el canal rojo de la imagen CCD. D, Perfil de contraste óptico en el canal rojo de las imágenes CCD a lo largo de los cortes de línea marcados en b, C. Cada capa adicional aumenta el contraste en aproximadamente un 7%, hasta tetracapa, como se indica con las líneas discontinuas. Crédito:Likai Li et al. Nanotecnología de la naturaleza (2016) doi:10.1038 / nnano.2016.171
(Phys.org):un gran equipo de investigadores de China, Estados Unidos y Japón han desarrollado un medio más preciso para medir los distintos intervalos de banda en el fosforo en capas, y al hacerlo, han descubierto que posee ventajas sobre otros materiales 2-D. En su artículo publicado en la revista Nanotecnología de la naturaleza , el grupo describe su técnica y lo que observaron durante sus mediciones.
Los científicos han estado estudiando el fosforeno (fósforo negro de una sola capa) durante algún tiempo porque creen que podría ser útil para crear nuevos o mejores tipos de dispositivos optoelectrónicos bidimensionales. similar en algunos aspectos a los esfuerzos de investigación relacionados con el grafeno. Aunque fue descubierto por primera vez en 1669, en realidad, no se aisló hasta 2014. Desde entonces, Los investigadores han intentado estudiar los espacios de banda (las diferencias de energía entre la parte superior de las bandas de valencia y la parte inferior de las bandas de conducción) que existen en varias condiciones de estratificación porque cada una puede representar una oportunidad única para usar el material. Los esfuerzos anteriores para encontrar los huecos de banda se basaron en la espectroscopia de fluorescencia, pero esa técnica no ha ofrecido la precisión necesaria para construir dispositivos. En este nuevo esfuerzo, los investigadores adoptaron un nuevo enfoque llamado espectroscopia de absorción óptica, que funciona midiendo la absorción de radiación cuando interactúa con una muestra. Al realizar múltiples experimentos, los investigadores encontraron que la estructura electrónica del material variaba significativamente cuando se miraban los materiales creados a partir de una variedad de capas, cuales, ellos notaron, era coherente con las teorías anteriores.
Al usar la nueva técnica, los investigadores encontraron que los diferentes intervalos de banda se alineaban bien con diferentes aplicaciones. 1,15eV, por ejemplo, coincidiría bien con una banda prohibida de silicio y 0,83 eV podrían usarse en optoelectrónica debido a su similitud con una longitud de onda de fotones de telecomunicaciones. También, señalaron que la banda prohibida de 0,35 eV podría resultar útil en la creación de dispositivos infrarrojos. En general, encontraron que la estructura del fosforeno en capas le da ventajas sobre otros materiales 2D para crear nuevos dispositivos, incluidos algunos casos de grafeno.
A continuación, los investigadores planean usar sus resultados para crear varios dispositivos optoelectrónicos, aunque reconocen que todavía hay algunos desafíos involucrados, como encontrar una manera de lidiar con los diminutos copos y la inestabilidad que implica tratar de usarlo.
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