To one mogą zrewolucjonizować elektronikę. Pierwsze wstążki z fosforenu

(fot. University College London)

Po raz pierwszy udało się otrzymać elastyczne wstążki z fosforenu, pojedynczej warstwy atomów fosforu przypominającej grafen – informuje „Nature”.

Grafenowa klęska. Polska technologia utknęła w laboratoriach

Miał być spektakularny sukces. Jednak polska technologia, zamiast trafić do fabryk, utknęła w laboratoriach – czytamy w środowym wydaniu...

zobacz więcej

Fosforen udało się wyizolować w roku 2014. W kolejnych latach powstało ponad 100 prac teoretycznych, których autorzy przewidywali nowe i niezwykłe właściwości, które mogłyby cechować wąskie „wstążki” z fosforenu – nietypowe własności magnetyczne, fale gęstości spinowej oraz stany topologiczne. Wstążki mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu.

Teraz teoretyczne założenia urzeczywistnił zespół naukowców z University College London, University of Bristol, Virginia Commonwealth and University oraz École Polytechnique Fédérale de Lausanne.

Podczas prób wytworzenia arkuszy fosforenu przy użyciu kryształów czarnego fosforu oraz jonów litu nieoczekiwanie udało się uzyskać wstążki fosforenu. Czarny fosfor to najtrwalsza odmiana alotropowa tego pierwiastka, powstająca z fosforu białego lub czerwonego i odkryta dopiero w drugim dziesięcioleciu XX wieku.

Nanorurki powstają przez zmieszanie czarnego fosforu z jonami litu w ciekłym amoniaku w temperaturze minus 50 stopni Celsjusza. Po 24 godzinach amoniak jest usuwany i zastępowany rozpuszczalnikiem organicznym, który tworzy roztwór nanowstążek o mieszanych rozmiarach.

Wstążki mają przeciętną grubość jednej warstwy atomowej, szerokość 4-50 nanometrów (miliardowych części metra) i długość do 75 mikrometrów (milionowych części metra). Badania przy użyciu szybkiego mikroskopu sił atomowych ujawniły niezwykłą płaskość oraz elastyczność wstążek fosforenu. Aby miały one dobrze zdefiniowane właściwości, ich szerokość musi być jednolita na całej długości – i takie właśnie udało się uzyskać.


Zdaniem naukowców fosforenowe struktury mogą zrewolucjonizować elektronikę, produkcję baterii słonecznych, fotokatalizatorów, komórek termoelektrycznych przekształcających ciepło odpadowe w prąd elektryczny oraz technologię szybkiego ładowania akumulatorów. Mogą też znaleźć zastosowanie w komputerach kwantowych.

źródło:

Zobacz więcej