(Izquierda) La figura muestra la imagen de microscopía de túnel de barrido (STM) de una aleación de fósforo azul-oro (BlueP-Au) cultivada en un sustrato de oro (111). (Derecha) La figura muestra la imagen STM del fósforo azul de una sola capa (BlueP). La estructura no es completamente plana sino que se dobla con regularidad. Crédito:ACS Nano
Los químicos de NUS han desarrollado un método para sintetizar fósforo azul monocapa para posibles aplicaciones de semiconductores.
La capacidad de diseñar y producir materiales sintéticamente podría complementar la biblioteca de sólidos estratificados de origen natural y brindar oportunidades para desarrollar nuevos materiales con propiedades únicas adecuadas para aplicaciones especializadas. La clase de materiales elementales bidimensionales (2-D) es particularmente interesante ya que representan el caso químicamente más simple para el desarrollo de materiales. y servir como un sistema modelo para explorar los mecanismos de síntesis en la superficie. Uno de esos materiales bidimensionales es el fósforo azul, que se ha calculado que posee una gran banda prohibida adecuada para su uso en dispositivos optoelectrónicos.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Chen Wei del Departamento de Química y el Departamento de Física, NUS ha demostrado experimentalmente que se puede obtener una capa atómicamente delgada de fósforo azul puro a partir de la intercalación de silicio de una aleación de fósforo azul-oro (BlueP-Au). Se preparó una única capa de aleación BlueP-Au depositando precursores de fósforo negro a granel sobre una superficie calentada de oro (111). Las moléculas de silicio se evaporaron posteriormente de una varilla de silicio calentada. Estos átomos de silicio se insertaron debajo de la aleación BlueP-Au y formaron una capa amortiguadora de siliciuro de oro, romper los enlaces moleculares entre los átomos de fósforo y oro, lo que conduce a la formación de una sola capa pura de fósforo azul en la superficie.
El profesor Chen dijo:"El trabajo de investigación futuro se dirigiría hacia el aislamiento de la monocapa de fósforo azul del sustrato para estudiar su rendimiento en dispositivos electrónicos. También prevemos que nuestros hallazgos proporcionarán información sobre los roles esenciales que desempeña el sustrato para el crecimiento de fosforeno 2-D. "
Los hallazgos proporcionan una plataforma para explorar más a fondo las propiedades exóticas predichas para el fósforo azul, y avanzar en la investigación sobre sus aplicaciones prácticas.
