Camada 2D de pentâmeros de fósforo mostra propriedades semicondutoras na superfície da prata


Camada 2D de pentâmeros de fósforo mostra propriedades semicondutoras na superfície da prata

Quando camadas bidimensionais contendo anéis de cinco átomos de fósforo (pentâmeros de fósforo) são formadas em uma superfície de lasca por automontagem, a camada de fósforo retém suas propriedades semicondutoras e uma interface especial (uma junção Schottky semicondutora-metal tipo p) se forma na interface com a superfície de prata. Crédito: R. Pawlak, Departamento de Física, Universidade de Basel

O fósforo é um componente important de todo organismo e desempenha um papel elementary, por exemplo, na transferência de energia no corpo e dentro das membranas celulares, ossos e dentes. O fósforo também é especial porque ocorre em inúmeras formas diferentes (alótropos). Por exemplo, há o fósforo branco altamente explosivo e tóxico, o fósforo vermelho mais estável conhecido das cabeças de fósforo, ou o fósforo preto cristalino e semicondutor. Este último tem inúmeras aplicações em dispositivos eletrônicos.

A variedade de compostos de fósforo e suas propriedades físicas e químicas podem ser ainda mais ampliadas pela automontagem de estruturas bidimensionais de fósforo em superfícies.

Várias camadas bidimensionais

Pesquisadores de um grupo liderado pelo Professor Ernst Meyer no Departamento de Física e o Instituto Suíço de Nanociência da Universidade de Basel produziram várias estruturas bidimensionais de fósforo em superfícies de prata evaporando átomos de fósforo. O trabalho é publicado no diário Comunicações da Natureza.

Além de cadeias e anéis hexagonais, eles também produziram anéis planares de cinco átomos de fósforo (pentâmeros de fósforo), cada um dos quais se comporta como um ânion, ou seja, é carregado negativamente.

Para avaliar se essas camadas 2D constituídas por pentâmeros de fósforo são adequadas para aplicações em nanoeletrônica e nanoóptica, é necessário caracterizar as propriedades da camada atômica e investigar as interações com a superfície metálica.

Dados significativos por meio de uma combinação de métodos

Usando uma combinação de força atômica e espectroscopia de tunelamento de varredura em de 4 kelvin (-269,15°C), os pesquisadores descobriram que os pentâmeros de fósforo retêm suas propriedades semicondutoras na superfície da prata.

“Isso distingue a camada de fósforo de uma camada hexagonal de grafeno, por exemplo, que é metálica quando em contato direto com uma superfície metálica”, explica o Dr. Rémy Pawlak, que supervisionou os experimentos.

A camada de pentâmero de fósforo faz com que os elétrons passem do steel para o camada e uma camada limite especial, conhecida como junção Schottky semicondutor-metal tipo p, é formada.

“A formação de uma junção Schottky na interface poderia permitir aplicações em em ou como diodos”, acrescenta o professor Ernst Meyer.

Os resultados foram confirmados por simulações realizadas por grupos de pesquisa de Shenzhen e Xangai, na China.

Mais informações:
Outhmane Chahib et al, Sondando a redistribuição de carga na interface de pentâmeros ciclo-P5 automontados em Ag(111), Comunicações da Natureza (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50862-4

Citação: Camada 2D de pentâmeros de fósforo mostra propriedades semicondutoras na superfície de prata (2024, 9 de agosto) recuperado em 11 de agosto de 2024 de https://phys.org/information/2024-08-2nd-layer-phosphorus-pentamers-semiconductor.html

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