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黑磷将在电子行业的繁荣中取代硅

在研究人员发现黑磷在电子设备的未来中起着至关重要的作用之后,黑磷已经有100多年的历史了。

耶鲁大学工程与科学系副教授夏风年领导的耶鲁大学研究人员发现,由于以前因缺乏使用而被淘汰,黑磷有可能取代硅作为电子的主要材料。

研究人员说,这种元素只有几个原子层厚,可以提供新一代的小型设备,柔性电子设备和更快的晶体管。

这是由于两个关键属性。首先是与硅相比,它具有更高的迁移率(即电荷携带的速度),第二是具有带隙。带隙使材料具有充当开关的能力-能够在存在电场的情况下打开和关闭并充当半导体。这与具有高迁移率但没有带隙的石墨烯相反。

确定一种控制黑磷带隙的方法是解锁其可能应用的关键。

研究人员发现,可以将其带隙控制在一定的厚度,并通过在该厚度处施加垂直电场,研究人员可以“调节”带隙,并将适度的间隙缩小到其闭合点。

这释放了该材料在包括夜视设备,成像工具,中红外光调制器和其他光电技术在内的一系列应用中使用的可能性。

该研究的主要作者和博士学位的邓炳辰说:“在进行这项研究之前,无法动态调节黑磷的带隙,从而限制了其在光电子学中的应用。”霞实验室的学生说。

邓补充说,具有可控制的带隙意味着黑磷有可能被用作拓扑绝缘体,这种材料具有在绝缘体(在材料内部)和导体(在其表面上)工作的非同寻常的能力。

拓扑绝缘子对研究人员非常感兴趣,因为它们对于开发低功耗电子产品可能很重要。

黑磷研究发表在《自然通讯》杂志上。

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