Nahradí fosforen nobelovsky oceněný grafen?

14. prosinec 2015 | 06.00 |

 

Po objevení supertenké jednoatomové vrstvy uhlíku grafenu, si od něj vědci slibovali, že se uplatní v polovodičových strukturách. Rovinná síť atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků umožňuje volným elektronům dokonalý průchod proti polovodičové struktuře křemíku. To se však stává problémem při konstrukci polovodičových součástek – tranzistorů. Elektrický proud grafenem se totiž nedá vhodně regulovat a dochází k jeho prosakování.  Objevil se však zdatný konkurent grafenu – alotropická forma černého fosforu nazvaná fosforen.

Už před 100 let bylo objeveno, že bílý fosfor se za vysokých teplot a obrovského tlaku mění ve fosfor černý, který má polovodičové vlastnosti. Snadněji vznikne syntézou z červeného fosforu, za přítomnosti zlata, cínu či jodidu cíničitého. V minulém roce 2014 se týmu vědců z Purdue University podařilo izolovat jeho jednoatomovou vrstvičku podobně jako u grafenu. Stalo se tak známým trikem -  prostým odtrhnutím této vrstvy z povrchu fosforu pomocí lepící fólie. Materiál dostal název fosforen a jeho struktura má tvar zprohýbaných šestiúhelníků. Díky tomu je materiál mnohem pružnější a stlačitelnější v porovnání s grafenem. Díky těmto vlastnostem by mohl najít použití v "pružné" elektronice, která by vydržela větší mechanické namáhání. Zatím je však problémem technologie výroby tenkostěnné vrstvičky. Jeho slabinou jsou také zvýšené reakce se světlem, vzduchem či vodou, proto by pro běžné použití vyžadoval lepší ochranné zapouzdření.

Protože fosfor světlo vysílá, fosforen by se dal využít na výrobu laserů či nové generace LED diod.

Zájem o nové 2D – materiály vede k vývoji dalších podobných struktur materiálů z germania (germanen), cínu s příměsí fluoru (stanen) či křemíku (silicen). Silicen, materiál ze supertenkých vrstev křemíkových atomů, by teoreticky by měl vést elektřinu podobně jako grafen. Problémem zůstává jeho složitější výroba než třeba u grafenu či fosforenu a má sklon sám sebe zničit náhlou krystalizací. Myslím si, že o těchto jednoatomových strukturách látek ještě uslyšíme.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (1x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře