Все новости

Ученые повысят эффективность работы оптоэлектроники с помощью материала из черного фосфора

Помимо повышенной стабильности в сравнении с ранее предложенными структурами, предсказанные исследователями материалы продемонстрировали высокую антиокислительную устойчивость

МОСКВА, 11 ноября. /ТАСС/. Международная группа исследователей, в которую вошли специалисты Сибирского федерального университета (СФУ, Красноярск) разрабатывает новые материалы на основе черного фосфора, способные сделать оптоэлектронные устройства более компактными и повысить скорость их работы. Об этом в понедельник ТАСС сообщили в пресс-службе СФУ.

Черный фосфор - материал, который получают из белого фосфора при высоких температурах и давлении. Своей слоистой структурой черный фосфор похож на графит, но в отличие от него он является еще и хорошим полупроводником. Ученые изучили стабильность одной из модификаций черного фосфора - фосфорена (двумерный черный фосфор), высокие тепло- и электропроводность которого делают материал перспективным для применения в составе оптоэлектронных устройств (транзисторов, инвертеров, гибкой электроники и солнечных батарей). Авторам работы удалось решить проблему чувствительности материала к окружающей среде, мешающую его внедрению в массовое производство.

"Международный коллектив ученых определил эффективную стратегию улучшения стабильности двумерного черного фосфора - перспективного материала для использования в оптоэлектронике. Выявлен наиболее вероятный механизм прикрепления к поверхности этого материала атомов фтора. Помимо повышенной стабильности в сравнении с ранее предложенными структурами, предсказанные исследователями материалы продемонстрировали высокую антиокислительную устойчивость", - говорится в сообщении.

Двумерный фосфорен вступает в реакцию с кислородом из воздуха, после чего теряет свои полезные качества. Ученые решили снизить его чувствительность за счет добавления в состав материала атомов фтора, присоединяя их к поверхности фосфорена. Компьютерное моделирование показало значительное увеличение устойчивости фторированного фосфорена к воздействию внешней среды, при этом электронные свойства материала остались практически неизменными.

"Нам удалось показать, что ранее предложенные структуры фторированного фосфорена являются неточными. Путем последовательного присоединения атомов удалось выявить наиболее эффективный и действительно работающий механизм, по которому атомы фтора должны прикрепляться к поверхности фосфорена и защищать ее от окисления. Таким образом мы определили тип структур, которые, вероятнее всего, были получены в эксперименте нашими предшественниками, и описали их свойства", - приводит пресс-служба университета слова сотрудника научно-исследовательской части СФУ Артема Куклина.

Результаты исследования опубликованы в The Journal of Physical Chemistry Letters. В исследовании также приняли участие научные сотрудники Королевского технологического института (Швеция), Хэнаньского университета (Китай) и Черкасского национального университета имени Богдана Хмельницкого.