磷烯材料悄然崛起 石墨烯只是資本盛宴?
上面主要介紹了磷烯材料在儲能領(lǐng)域方面的應(yīng)用,下面我們將繼續(xù)介紹磷烯材料在半導(dǎo)體領(lǐng)域方面的應(yīng)用,并為大家介紹磷烯材料的制備工藝。
磷烯的特殊性能很大程度是依賴于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu),磷烯具有和石墨烯相似的結(jié)構(gòu),磷烯中的磷原子會形成SP3雜化。相比于其他常見的二維材料,例如石墨烯、MoS2等,磷烯雖然各項指標(biāo)雖然不是最優(yōu)秀的,但是其各個性能指標(biāo)相對平衡,因此保證了其良好的特性。最近的研究發(fā)現(xiàn),根據(jù)磷烯內(nèi)部磷原子層堆疊層數(shù)的不同,磷烯的能帶間隙可以在0.3eV到2.0eV之間進(jìn)行調(diào)整,通過金屬原子摻雜可以是的能帶間隙范圍擴(kuò)展到0.15eV到0.3eV,這一能帶間隙要大于石墨烯材料,但是要小于MoS2和WSe2材料,這一特性使得磷烯非常適合在一些電子元器件上使用。
二維材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予其一些特殊的性能,使得其在電子元器件方面有著不可替代的位置。磷烯具有高的開關(guān)電流比,高載流子遷移率和較高的電導(dǎo)率,以及在關(guān)閉狀態(tài)下較小的電導(dǎo)率使得其非常適合用于晶體管領(lǐng)域,利用磷烯制備的晶體管在從ON狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镺FF時,電流下降高達(dá)1000,00倍。磷烯材料與其他n型半導(dǎo)體材料,例如ZnO,TiO2,SnO2等,組成復(fù)合半導(dǎo)體材料,可以獲得優(yōu)異的性能,為磷烯的應(yīng)用帶來了無限的可能性。但是目前這些研究大多是基于機(jī)械剝離磷烯材料進(jìn)行的,這種方法無法大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,因此溶液剝離法被開發(fā)出來,相比之下雖然這種方法開發(fā)制備的磷烯晶體管的性能稍差,但是這種方法更加具有工業(yè)潛力,隨著技術(shù)手段的逐漸進(jìn)步,該方法制備的磷烯電子器件的性能將會得到進(jìn)一步的提升。
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