p Dois anos atrás, Mark Hersam, da Northwestern University, descobriu uma maneira de estabilizar o fósforo preto esfoliado - ou fosforeno - um semicondutor em camadas que se degrada quimicamente ao ar livre, mas mostra uma grande promessa para a eletrônica. Ao encapsulá-lo em óxido de alumínio, ele foi capaz de estabilizar a reatividade do fosforeno ao oxigênio e à água. p "O problema é que agora o fosforeno está enterrado sob o revestimento de óxido de alumínio, o que limita o que podemos fazer com ele, "disse Hersam, Walter P. Murphy Professor de Ciência e Engenharia de Materiais na McCormick School of Engineering da Northwestern. "Não seria melhor se pudéssemos estabilizar o fosforeno sem obstruir sua superfície?"

p Hersam e sua equipe fizeram exatamente isso.

p Ao usar a química orgânica para reagir covalentemente uma camada de espessura de uma única molécula com o fosforeno, a equipe transmitiu efetivamente a mesma passivação que alcançou com a alumina em 2014. Mas, desta vez, a camada é fina o suficiente para deixar acesso à superfície do material.

p "Se for útil para aplicações como sensores, então, tudo o que você deseja detectar precisa ser capaz de interagir com o material, "Hersam disse." A espessa camada de óxido de alumínio impediu qualquer espécie atmosférica de atingir a superfície do fosforeno, portanto, não poderia ser usado como detector. "

p Com o apoio do Escritório de Pesquisa Naval e do Departamento de Energia, a pesquisa é descrita online no dia 2 de maio, Edição de 2016 da revista Química da Natureza . Christopher Ryder, um estudante de pós-graduação no laboratório de Hersam, serviu como o primeiro autor do artigo. Tobin J. Marks, Vladimir N. Ipatieff Professor de Química Catalítica no Weinberg College of Arts and Sciences e professor de ciência de materiais e engenharia, e George Schatz, o professor Charles E. e Emma H. ​​Morrison de química e professor de engenharia química e biológica, também é co-autor do artigo.

p Nos últimos anos, fosforeno chamou a atenção como um semicondutor poderoso com alto potencial para uso em finas, eletrônica flexível. Sua instabilidade ao ar livre, Contudo, o impediu de ser testado em possíveis aplicativos, como transistores, optoeletrônica, sensores, ou mesmo baterias. Agora, verifica-se que a ligação covalente, camada de espessura única de uma molécula pode até aumentar o valor do fosforeno para uso nessas aplicações. A equipe descobriu que não só a camada evita a degradação do fósforo, mas também melhora suas propriedades eletrônicas.

p "A química influenciou o fluxo de carga através do fosforeno, "Hersam disse." Conseguimos uma melhoria na mobilidade de carga, que está relacionado à velocidade do transistor, e como ele funciona bem em um circuito integrado. "

p Agora que a equipe de Hersam criou uma versão estável do fosforeno, ele planeja explorar essas aplicações potenciais. O próximo passo é criar dispositivos otimizados com base em fosforeno e compará-los com dispositivos feitos com materiais alternativos.

p “Podemos imaginar muitas possibilidades, "Hersam disse." O futuro nos ensinará exatamente onde o fosforeno tem uma vantagem competitiva. "