Черный фосфор может стать основой новой электроники
Вслед за графеном ученые изучают свойства других химических веществ, имеющих похожую структуру - тонкий атомарной толщины слой и регулярное расположение атомов. Одним из таких материалов является черный фосфор с уникальной для полупроводников шириной запрещенной зоны. Выяснилось, что эту характеристику черного фосфора можно менять в широких пределах простой деформацией - сжатием, растяжением и изгибом.
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли провели серию экспериментов с черным фосфором (black phosphorous, BP), в которых показали влияние различных типов механического воздействия на материал. В сочетании с дисульфидом молибдена (MoS2) на полиимидной подложке пластинку черного фосфора сгибали, сжимали и растягивали. В процессе опытов выяснилось, что ширина запрещенной зоны материала менялась в достаточно широком диапазоне. Это означает, что светодиоды и фотодиоды на основе черного фосфора можно механически перестраивать на работу в целом спектре излучения, с чем хорошо справляются микроэлектромеханические элементы (MEMS).
Сегодня при создании оптоэлектронных приборов для работы с несколькими длинами волн используются светодиоды и фотодиоды с фиксированной длиной волны. Опытный элемент на основе черного фосфора показал возможность обратимой и управляемой механической перестройки диапазона излучения и приема от 2,3 до 5,5 мкм. Это коротковолновый и средневолновый инфракрасный диапазон. Что важно, структуры очень эластичные и прочные, что позволяет выдерживать бесчисленные физические нагрузки на материал.
В перспективе ученые рассчитывают создать фотоэлементы из ЧФ для работы в видимом инфракрасном диапазоне. К примеру, это позволит создать компактные очки ночного видения с перестраиваемой чувствительностью. Этому материалу найдется масса применений - от универсальных датчиков целого спектра химических элементов до вычислительной и телекоммуникационной электроники.
