Чорний фосфор може стати основою нової електроніки

Слідом за графеном вчені вивчають властивості інших хімічних речовин, що мають схожу структуру – тонкий атомарної товщини шар і регулярне розташування атомів. Одним з таких матеріалів є чорний фосфор з унікальною для напівпровідників шириною забороненої зони. З’ясувалося, що цю характеристику чорного фосфору можна змінювати в широких межах простий деформацією – стисненням, розтягуванням і вигином. Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі провели серію експериментів з чорним фосфором (black phosphorous, BP), в яких показали вплив різних типів механічного впливу на матеріал. У поєднанні з дисульфідом молібдену (MoS2) на поліімидной підкладці пластинку чорного фосфору згинали, стискали та розтягували. В процесі дослідів з’ясувалося, що ширина забороненої зони матеріалу змінювалася в досить широкому діапазоні. Це означає, що світлодіоди та фотодіоди на основі чорного фосфору можна механічно перебудовувати на роботу в цілому спектрі випромінювання, з чим добре справляються мікроелектромеханічні елементи (MEMS).

Сьогодні при створенні оптоелектронних приладів для роботи з декількома довжинами хвиль використовуються світлодіоди та фотодіоди з фіксованою довжиною хвилі. Досвідчений елемент на основі чорного фосфору показав можливість оборотної та керованої механічної перебудови діапазону випромінювання і приймання від 2,3 до 5,5 мкм. Це короткохвильовий і середньохвильовий інфрачервоний діапазон. Що важливо, структури дуже еластичні та міцні, що дозволяє витримувати незліченні фізичні навантаження на матеріал.

У перспективі вчені розраховують створити фотоелементи з ЧФ для роботи в видимому інфрачервоному діапазоні. Наприклад, це дозволить створити компактні окуляри нічного бачення що перебудовується чутливістю. Цьому матеріалу знайдеться маса застосувань – від універсальних датчиків цілого спектра хімічних елементів до обчислювальної та телекомунікаційної електроніки. Щоб віддячити користувачів за їх участь, в серпні Chuwi вибере випадковим чином 10 користувачів і відправить їм прототипи міні-ПК для тестування.