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英國倫敦大學學院Christopher A. Howard課題組--二維磷烯納米帶問世
       磷烯是一種單元素二維(2D)材料,具有高度定向性,且其帶隙具有典型的層數(shù)相關(guān)性。相應(yīng)的納米帶結(jié)合了一維納米材料的特性(彈性、單向性)和二維納米材料的高表面積性質(zhì),同時表現(xiàn)出電子-限域以及邊界效應(yīng)。因此,納米帶結(jié)構(gòu)的電子能帶結(jié)構(gòu)可以被很好的調(diào)控,這使其成為一種新興的熱門材料。磷烯納米帶(PNRs)的獨特各向異性結(jié)構(gòu),引發(fā)了大量的理論計算,相關(guān)研究顯示PNRs具備優(yōu)異的性能。然而,到目前為止,關(guān)于制備離散PNRs的研究工作尚未出現(xiàn)。這里我們通過離子剪切黑磷晶體制備了大量高質(zhì)量的單個PNRs。采用這種自上而下的方法最終獲得穩(wěn)定分散的PNRs溶液。所制備的PNRs寬度范圍4-50納米,主要為單層厚度,測量長度可達75微米,縱橫比最高可達到1000左右。該研究還發(fā)現(xiàn)該納米帶結(jié)構(gòu)為原子級單晶,以Z字形結(jié)晶取向排列。這一簡單的液相制備方法為實驗研究PNRs的性質(zhì)及其應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。這些應(yīng)用范圍可以從熱電設(shè)備到高容量快速充電電池和集成高速電子電路等

 

Figure 1. PNRs的TEM表征。分析其尺寸大小、微觀形貌以及晶體結(jié)構(gòu)等情況。


 

Figure 2. PNRs的AFM表征。(a)PNRs (長1.5微米)的HS-AFM圖,(b)PNRs層數(shù)情況,(c)PNRs寬帶情況,(d)PNR單層的HS-AFM顯微照片,(e)PNR(長于75 nm)的中心,大面積復(fù)合物HS-AFM顯微照片。

 

Figure 3. PNR形成機理和Raman光譜。a-cTEM顯示了納米帶的形成過程,d)電沉積示意圖,Pt涂覆-Si/SiO2為工作電極和對電極,Pt為參比電極,(e-f磷烯Ag2和硅峰強度,(g)PNRs樣品拉曼光譜。

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該研究工作由英國倫敦大學學院Christopher A. Howard課題組于2019發(fā)表在Nature國際頂級期刊上。原文:Production of phosphorene nanoribbonshttps://doi.org/10.1038/s41586-019-1074-x

 
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