Czarny fosfor - materiał lepszy od grafenu. Nadchodzi rewolucja?
Nadchodzi era czarnego fosforu. Materiał ten oferuje znacznie lepsze możliwości od grafenu, a teraz zespół irlandzkich naukowców opracował metodę jego masowej produkcji.
Od grafenu oczekiwano, że rozwiąże wszystkie współczesne problemy elektroniki i pozwoli na produkcję urządzeń, o jakiej do tej pory nam się nie śniło. Niestety, rzeczywistość okazała się nieco inna. Grafen wciąż jest uznawany za jeden z najbardziej obiecujących materiałów, bo elektrony mogą poruszać się po jego powierzchni z dużą prędkością. Nie ma jednak pasma wzbronionego (oddzielającego pasmo walencyjne od pasma przewodnictwa), w którym dochodzi do przemiany właściwości materiału z izolatora w przewodnik. To obecność pasma wzbronionego jest podstawą działania tranzystora.
Brak pasma wzbronionego poważnie limituje wykorzystanie grafenu w elektronice. Ale w 2014 r. uczeni odkryli materiał, który może zostawić grafen daleko w tyle. To dwuwymiarowy czarny fosfor, który ma nie tylko pasmo wzbronione, ale i wykazuje anizotropię przepływu elektronów. Oznacza to, że w jednym kierunku ładunki mogą przepływać 14-razy łatwiej niż w drugim. Dzięki temu ma być możliwe tworzenie urządzeń elektronicznych o ciekawych właściwościach.
Najsłabszym ogniwem czarnego fosforu była nieumiejętność produkowania go na skalę przemysłową. "Była", bo wiele wskazuje, że to już przeszłość. Zespół uczonych z Trinity College Dublin pod kierownictwem Damiena Hanlona jako pierwszy opracował metodę produkcji czarnego fosforu w nanoarkuszach. Umieszczając czarny fosfor w rozpuszczalniku, a następnie bombardując go falami dźwiękowymi, dochodzi do oddzielenia poszczególnych warstw od siebie. Po filtracji otrzymujemy gotowy materiał.
Naukowcy przekonują, że opracowaną przez nich metodę można zastosować do produkcji czarnego fosforu w dużych, a jednocześnie ściśle określonych, ilościach. Zanim jednak czarny fosfor pojawi się w wykorzystywanej przez nas na co dzień elektronice, minie jeszcze trochę czasu. Ponieważ materiał ten jest jest wrażliwy na kontakt w wodą i tlenem, trzeba go maksymalnie ograniczyć. Są na to sposoby, ale wymagają dopracowania. Następnie nic już nie stanie na przeszkodzie materiałowej rewolucji, którą wciąż jeszcze kusi nas grafen.
