Inilalathala ng Nature Communications ang pag-aaral ng Brazil tungkol sa itim na posporus

Ang pandaigdigang pang-agham na journal Nature Communications, ng pangunahing grupo ng pag-publish na Nature Publishing Group, na inilathala noong Hulyo 14 ng isang artikulo na pinagsasama-sama ang ilang mga grupo ng Brazil at nag-uulat ng bagong pananaliksik sa itim na posporus - isang nanomaterial na binubuo ng pag-stack ng dalawang-dimensional na dahon ng posporus. .

Sa pakikilahok ni Prof. Christiano JS de Matos, MackGraphe Researcher - Center para sa Advanced na Pananaliksik sa Graphene, Nanomaterial at Nanotechnologies sa Mackenzie Presbyterian University, at walong iba pang mga paksa ng paksa mula sa MackGraphe kanyang sarili at Unesp, Unicamp, UFMG, at National University of Singapore na unibersidad, natuklasan ng pag-aaral ang isang dating hindi kilalang pag-aari ng itim na posporus at maaaring mag-ambag sa pagbuo ng mga nanodevice ng mataas na pagganap.

Dahil ang paghihiwalay ng graphene noong 2004 at ang pagpapakita ng potensyal nito para sa mga elektronik at optoelectronic na aplikasyon, maraming mga mananaliksik ang nakatuon sa paghahanap ng iba pang mga nanomaterial na may ilang mga kapal ng atom na may katulad o pantulong na mga katangian. Ang huling sumali sa napiling high-tech club ay itim na posporus.

Natuklasan noong 1914, ang materyal ay hindi natagpuan sa kalikasan at hindi maganda pag-aralan sa unang siglo pagkatapos matuklasan. Gayunpaman, ang interes sa ito ay sumabog noong 2014, nang maipakita na ang mekanikal na pamamaraan ng pagtuklap na may malagkit na tape (ang parehong ginamit upang ibukod ang graphene sa unang pagkakataon) ay maaaring magamit upang makakuha ng itim na posporus na may ilang mga kapal ng atom. .

Ipinapakita ng imahe sa itaas sa ginto ang pinong itim na posporus na kristal na pinag-aralan. Sa kristal ay ipinakita, sa anyo ng isang sukat ng kulay, ang intensity ng mga panginginig ng atomic na may mga hindi inaasahang katangian (madilim na asul ay kumakatawan sa mas mababang intensity, at pula na mas mataas na intensity). Ang mga hindi pangkaraniwang mga panginginig na ito ay sinusunod na puro sa mga gilid ng kristal, na nagbibigay sa kanila ng mga kakaibang katangian.

Hindi tulad ng graphene, ang isang solong sheet ng itim na posporus, na kilala bilang phosphorene, ay mayroong isang "akurdyon" na istraktura (tingnan ang talahanayan sa ibaba). Hindi rin tulad ng graphene (na kung saan ay isang mahusay na conductor), ang phosphorene ay isang semiconductor, isang uri ng materyal na may mahalagang elektronikong aplikasyon. Bilang karagdagan, ang mga elektronikong katangian ng itim na posporus ay malakas na nakasalalay sa bilang ng mga layer ng materyal na ito.

Ayon kay Propesor Christiano de Matos, ang mga katangiang ito ay gumagawa ng itim na posporus na isang napaka pangako na materyal para sa hinaharap na mga aplikasyon ng elektronik at optoelectronic, halimbawa sa mga transistor, na gumaganap ng mga kinakailangang lohikal na pag-andar sa mga digital system; sa mga light detector, nagbabago ng light energy sa electric current sa mga optical system ng komunikasyon (optical fiber) o mga photovoltaic cells; at sa mga bagong light emitters para sa optical na komunikasyon. Sa gayon ang graphene at itim na posporus ay pantulong, hindi nakikipagkumpitensya, sa mga tuntunin ng paggamit at aplikasyon, at maaaring magamit nang magkasama.

Ang kamakailan-lamang na nai-publish na pag-aaral ay pangunguna dahil ito ang una upang makilala, sa pamamagitan ng computational at mga pamamaraan sa laboratoryo, na ang mga panginginig ng atomic ng materyal na ito ay kumikilos nang hindi inaasahan at naiiba sa mga napansin na malayo sa mga gilid. Ipinapakita din ng pag-aaral na ang pag-uugali na ito, na hindi sinusunod sa graphene, ay isang kinahinatnan ng pagbaluktot ng kristal na lattice na malapit sa mga gilid. Dahil ang mga panginginig ng atomic ng isang materyal ay nauugnay sa henerasyon ng init at pagwawaldas, ang pag-aaral ay mag-aambag sa isang mas mahusay na pag-unawa sa kung paano napawi ang init sa bagong materyal na ito, na magiging kahalagahan para sa pag-optimize ng mga elektronikong batay sa posporus at optoelectronic nanodevice. itim.

Ang pang-eksperimentong bahagi ng pananaliksik ay isinasagawa sa MackGraphe gamit ang diskarteng spectroscopy ng Raman, na tumpak na pag-aralan ang mga katangian ng atomic at molekular ng mga materyales. Ang MackGraphe ay may isa sa pinakabagong modernong Raman spectrometer sa bansa. Nakuha sa mga mapagkukunan ng FAPESP, ang kagamitan ay may napakataas na sensitivity at ang kakayahang magsagawa ng malawak na pagsusuri sa mataas na bilis.

Ang mga sheet ng papel, na may disenyo ng mga atoms na nakaayos sa isang istraktura na tulad ng pulot-pukyutan, ay naglalarawan ng mga pagkakaiba-iba ng geometric sa pagitan ng graphene at phosphorene (isang solong layer ng itim na posporus). Sa graphene (kaliwa) ang mga carbon atoms ay nasa parehong eroplano, na bumubuo ng isang nakaunat na sheet. Sa posporor (kanan) ang sheet ng mga atomo ng posporus ay may isang istraktura na konsyerto, na parang nakatiklop bilang isang origami, na nagbibigay ng mga materyal na katangian ng anisotropic.

Via advisory