中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2021

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2022年8月31-9月2日 | 上海世博展览馆1&2号馆

先丰纳米推出紫磷晶体,比黑磷更具应用前景!

2021-11-10

一直以来黑磷(black phosphorene,BP)被认为是磷最稳定的同素异形体,2014 年以后,黑磷由于其优异的性能,开始获得广泛关注,甚至被认为能与石墨烯比肩的“梦幻材料”。目前黑磷材料已经被应用于红外光电器件、场效应晶体管、光热疗等诸多领域。

紫磷(violet phosphorene,VP),是另外一种层状磷的同素异形体。近年来的理论计算表明,紫磷是磷的最稳定的同素异形体,并且容易被剥离为单层,紫磷烯被证明是比黑磷烯更稳定的二维半导体材料,在电子和光电子器件领域极具应用前景!

1865年,德国科学家希托夫从熔融铅中发现紫色磷,1969年,德国科学家瑟恩和克雷布斯给出了紫磷的晶体结构。在这之后的很长时间里,都没有可靠的实验数据确定紫磷的合成及其晶体结构,所有关于紫磷的研究大多是以其结构为基础进行的理论计算,甚至很多研究者认为紫磷可能只是一种中间结构,根本无法合成出来。2019年,中国研究人员首次合成宏观尺寸单晶紫磷,并通过机械剥离和液体剥离的方法首次获得紫磷烯。紫磷和紫磷烯都比黑磷与黑磷烯更稳定,进一步验证了紫磷是最稳定的磷的同素异形体。


紫磷兼具了高载流子迁移率和各向异性,且具有宽带隙、稳定、易剥离的特性。研究表明,单层紫磷烯的二维杨氏模量是石墨烯的4.4倍,也远高于目前已知的其他二维材料。此外,根据计算单层紫磷烯也有希望用于NO2、O3和SO2的气体传感,作为锂离子电池和钠离子电池的负极材料也表现出巨大潜力。

紫磷是否会像已经成为研究热点的“黑磷”一样,成为新的“梦幻材料”,答案有待揭晓。不过由于紫磷晶体合成过程较为复杂,增加了其研究难度。为了让更多科研工作者有机会探索紫磷的潜在应用,先丰纳米推出重磅新品—“紫磷晶体”,方便不同学科、不同应用领域的研究人员跨学科研究。

先丰纳米是一家从事纳米材料研究12年的科技公司,除了紫磷晶体外,先丰纳米还领先市场推出过黑磷、石墨炔、层状双金属氢氧化物(LDHs)等先进纳米材料,现已拥有石墨烯、类石墨烯、MXenes、石墨炔、碳纳米管、金属纳米材料、无机纳米材料、有机纳米材料、生物纳米材料等25大类1500多种前沿先进纳米材料。12年来为超过60000个科研工作者提供实验材料,截止到2021年10月,使用先丰提供的材料发表的论文已经突破7000多篇,其中包含多篇Nature、Nature子刊,JACS、Advanced Functional Materials等顶级期刊。

来源:材料科学与工程