(À gauche) La figure montre l'image de microscopie à effet tunnel (STM) de l'alliage phosphore-or bleu (BlueP-Au) cultivé sur un substrat d'or (111). (À droite) La figure montre l'image STM du phosphore bleu monocouche (BlueP). La structure n'est pas complètement plate mais régulièrement bouclée. Crédit :ACS Nano
Les chimistes de NUS ont développé une méthode pour synthétiser du phosphore bleu monocouche pour des applications potentielles de semi-conducteurs.
La capacité de concevoir et de produire des matériaux synthétiquement pourrait compléter la bibliothèque de solides stratifiés naturels et offrir des opportunités de développer de nouveaux matériaux avec des propriétés uniques adaptées à des applications spécialisées. La classe des matériaux élémentaires bidimensionnels (2-D) est particulièrement intéressante car ils représentent le cas chimiquement le plus simple pour le développement de matériaux, et servir de système modèle pour explorer les mécanismes de synthèse en surface. L'un de ces matériaux 2-D est le phosphore bleu, qui a été calculé pour posséder une large bande interdite adaptée à une utilisation dans des dispositifs optoélectroniques.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Chen Wei du département de chimie et du département de physique, NUS a démontré expérimentalement qu'une couche atomiquement mince de phosphore bleu pur peut être obtenue à partir de l'intercalation de silicium d'un alliage phosphore bleu-or (BlueP-Au). Une seule couche d'alliage BlueP-Au a été préparée en déposant des précurseurs de phosphore noir en vrac sur une surface d'or chauffée (111). Les molécules de silicium ont ensuite été évaporées à partir d'une tige de silicium chauffée. Ces atomes de silicium se sont insérés sous l'alliage BlueP-Au et ont formé une couche tampon de siliciure d'or, rompre les liaisons moléculaires entre les atomes de phosphore et d'or, conduisant ainsi à la formation d'une seule couche pure de phosphore bleu à la surface.
Le professeur Chen a dit, "Les futurs travaux de recherche seraient orientés vers l'isolement de la monocouche de phosphore bleu du substrat pour étudier ses performances dans les appareils électroniques. Nous prévoyons également que nos résultats fourniront des informations sur les rôles essentiels joués par le substrat pour la croissance du phosphore en 2D. "
Les résultats fournissent une plate-forme pour explorer davantage les propriétés exotiques prédites pour le phosphore bleu, et faire avancer la recherche sur ses applications pratiques.
