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打破常規(guī)認(rèn)知:黑磷晶體在領(lǐng)域的五大驚人應(yīng)用

更新時間:2024-10-30      點(diǎn)擊次數(shù):85
  黑磷晶體是一種獨(dú)t的半導(dǎo)體材料,黑磷是由磷原子形成層狀結(jié)構(gòu)的材料,層與層之間由范德瓦爾斯力相互結(jié)合。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了黑磷的各向異性,使得其在不同方向上的性質(zhì)不同。其晶格是一個相互鏈接的六元環(huán),每個原子都與其他三個原子相連,且晶格由雙原子層組成,每一個層是由曲折的磷原子鏈組成的,P—P—P鍵角為90°,磷—磷鍵距為2.17埃。
  黑磷晶體作用的具體介紹:
  1、電子器件
  半導(dǎo)體材料:黑磷是一種直接帶隙半導(dǎo)體,具有較高的載流子遷移率,這使得它在電子器件中具有潛在的應(yīng)用價值。
  場效應(yīng)晶體管:研究人員已經(jīng)制備出幾納米厚的二維黑磷場效應(yīng)晶體管,顯示出良好的電流飽和效應(yīng)和厚度依賴性的電荷載流子遷移率,表明其在高性能電子器件中的應(yīng)用潛力。
  紅外光電探測器:黑磷在紅外和可見光區(qū)域表現(xiàn)出高光譜檢測能力,適用于紅外光電探測裝置的制造。
  2、能源存儲
  鋰離子電池負(fù)極材料:黑磷具有較高的理論比容量和優(yōu)良的電子傳導(dǎo)性,被認(rèn)為是一種鋰離子電池負(fù)極材料。然而,其體積膨脹問題需要通過與其他材料復(fù)合來解決。
  太陽能電池:黑磷量子點(diǎn)可以沉積于多孔導(dǎo)電聚苯胺薄膜表面,制備出可紅外光響應(yīng)的光陰極,與光陽極形成互補(bǔ)的光吸收,提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
  3、生物醫(yī)學(xué)
  腫瘤治療:黑磷量子點(diǎn)在近紅外激光照射下能夠顯著殺死腫瘤細(xì)胞,展現(xiàn)出良好的生物相容性和光熱轉(zhuǎn)換效率,為腫瘤治療提供了新的可能性。
  生物成像:黑磷量子點(diǎn)的近紅外光學(xué)性能使其在生物成像領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力,尤其是在深層組織成像方面。
  4、環(huán)境應(yīng)用
  光催化劑:黑磷在環(huán)境凈化中作為光催化劑使用,能夠有效降解有機(jī)污染物,如羅丹明B等。
  重金屬吸附劑:黑磷及其復(fù)合材料可用于吸附水中的重金屬離子,如Cd(II)、Pb(II)等,有助于水體污染的治理。
  5、傳感器
  氣體傳感器:黑磷的高靈敏度和選擇性使其在氣體傳感領(lǐng)域具有應(yīng)用前景,尤其是在檢測有毒或可燃?xì)怏w方面。
  生物傳感器:黑磷可以用于構(gòu)建生物傳感器,用于檢測特定的生物分子或病原體。

黑磷晶體

 

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