@ 2015.10.20 , 17:00
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黑磷会是下一个材料的里程碑吗?

美国能源部-劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的一个团队进行了一项关于黑磷纳米带的实验,他们的新发现或许为这种非常有前景的材料在电子设备、光电子设备、热电子设备中的应用打下了坚实的基础。他们证实在这种材料中,导热性沿着之字形方向和扶手椅方向存在很强的平面内各向异性。

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Junqiao Wu 是一位伯克利实验室材料科学部与加州大学伯克利分校材料科学工程系联合聘请的物理学家,他说道:“我们可以把黑磷晶格想象成小球通过弹簧联结而成的网格结构,在网格中,平面内其中一个方向要比另一个方向柔软一些。我们的研究显示在黑磷纳米带中,如果施加同样的热流,平面不同方向上的表现存在很大的区别。这种二维黑磷晶体中的导热各向异性在之前的理论研究中已经被预测过,但在这项实验之前从没有被观测到过。”

Wu是这项研究的相关作者。这篇名为《黑磷纳米带在100K以上温度的平面内导热各向异性研究》发表在了《Nature Communications》杂志上。它的主要作者是Sangwook Lee和Fan Yang。

黑磷是以它不寻常的颜色来命名的。它是一种天然的半导体,之中的能量带隙可以作为电导率的开关。理论已经证实,相对于石墨烯而言,黑磷有相反的导热性和导电性的各向异性,换句话来说,当热在某一个方向具有很好的传导性的时候,电在这个方向上的传导性很低,反之亦然。这种各向异性在设计高效的晶体管或者热电子设备时将会有很大帮助。不幸的是,实验证实这种材料对于样品加工和测量精度的要求很高,所以在应用方面依然面临挑战。

“我们先用激光光刻技术制造出黑磷纳米带,然后用悬挂的微型保护层来使纳米带相对于环境达到热隔绝条件,这样单个纳米带的温度梯度和导热系数就可以精确测量,”Wu说道。“我们还做了额外的工作,我们改造了纳米带和与之相连电极之间的接口,保证接触电阻和接触热阻都是可忽略不计的,这对这种实验至关重要。”

Wu和他的同事计划接下来继续用他们的实验平台研究黑磷纳米带在不同场合下导热性的变化,如异面、相变以及畴界结构。此外,他们还希望研究在应力,应变等不同物理条件对其导热性的影响。

本文译自 Science Daily,由译者 焦盖盖 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 25+1

  1. 李金菊
    @2 years ago
    2963601

    每一个字我都认得系列

    [46] XX [2] 回复 [0]
  2. 2963603

    ——老板我要买扶手椅。
    ——好的,请沿蓝色箭头方向右转。

    [30] XX [1] 回复 [0]
  3. terryche
    @2 years ago
    2963604

    前面右转第二排架子上就有了

  4. 2963612

    到底说了些什么~~ @_@

  5. 2963622

    是吴军桥哦….

  6. Lipscomb
    @2 years ago
    2963623

    “黑色有金属光泽的晶体, 它是用白磷在很高压强和较高温度下转化而形成的。 在磷的同素异形体中反应活性最弱的,它在空气中不会点燃。其使用价值不大。”——来自百度百科,“其使用价值不大”

    [3] XX [12] 回复 [0]
  7. 嗷嗷
    @2 years ago
    2963626

    黑~磷, don’t make it bad
    take a sad song and make it better

  8. 是他就是他
    @2 years ago
    2963629

    不明觉厉系列

  9. 哈佛教授
    @2 years ago
    2963648

    光驱已经成为纳米材料制造的核心技术手段

  10. 2963651

    碳纳米管呢….能均匀生长了么,只能在实验室里制作一片当玩具有个毛用。。。
    石墨烯呢………解决能隙问题了么,只能有1不能出0你做个屁电路,我特么还不如用一条导线。。。
    吵了40多年了吧,吸了多少个亿了。。。

    现在 应变硅技术也轰轰烈烈地应用了……硅还有无数我们还没有发现的潜力。。。
    SiGe, GaAs , InP,GaN 等HBT小弟们也有更多的后续了。

    浮夸的一代人。

    [17] XX [28] 回复 [0]
  11. 2963658

    什么时候能做出二向箔?

  12. rick1979
    @2 years ago
    2963660

    导电不发热,或者发热不导电。大概是这个意思……

  13. 粉骨碎龙
    @2 years ago
    2963664

    扶手椅方向。。一般我们管这个叫椅型构象。。

  14. 冷冷
    @2 years ago
    2963665

    @lasi: 自觉趣,石墨稀从发现到现在不过十来年,碳纳米管也就二十来年,十来二十年时间只不过是对于历史来说只不过是弹指一挥间,电发现到发电机出现用了一百三十年

    [27] XX [2] 回复 [0]
  15. albuswu
    @2 years ago
    2963675

    @lasi: 材料有其自身的限制 并不是说一种材料什么都可以做
    硅作为非直接带隙半导体 光学上的应用受到了很大的限制 而且其电子迁移率与其它半导体相比没什么优势 但因为成本低 技术成熟 所以电学上应用很广泛 而所谓的应变硅只是略微改变其电学性能 可以说只是苟延馋喘而已 GaAs,GaN,InP等在光学器件上应用已经很广泛了

    而碳纳米管石墨烯都是材料制备史上的里程碑 在他们之前谁都没想到还可以做tube和二维材料 他们对材料界的意义可远不是能不能商业化而已 石墨烯之后TMDC以及最近发现的黑磷也是一代比一代更适合于用于做器件 也许之后还会有更好的材料出来 那也是站在这些材料的基础上的 岂是你一句浮夸能概括的

    [18] XX [1] 回复 [0]
  16. WhySoSerious
    @2 years ago
    2963677

    @lasi: 人类的认知是个不断外扩的球面,不能指望也不可能在单独的一条线上持续前进,理论物理到应用物理再到生活中的大面积应用本就有漫长的路要走
    我只能说人类对未知的任何发现都是让人兴奋的,都是值得雀跃的

  17. 哈哈
    @2 years ago
    2963678

    原文链接少了个冒号

  18. mohaimod
    @2 years ago
    2963699

    “之”字方向是不是应该是Z方向?全文也就这个也许能看懂了

  19. 2963745

    @李金菊: @李金菊: 那就已经很厉害了

  20. 噬嗑饕餮
    @2 years ago
    2963851

    @lasi: 这话说的就像“明明火电厂还没达到效率极限,还有那么多潜力可挖,你们这些XX居然浪费时间去研究聚变发电”

  21. 2963909

    原来真的可以把armchair翻译成扶手椅方向

  22. 2963964

    石墨烯还没起来呢。。这玩意估计只能往后排

  23. 孖孖
    @2 years ago
    2964322

    磷还是电池的未来

  24. 2964367

    说两句,表示已阅。

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