大氣壓力下合成高純度黑磷之技術

刊登日期:2016/3/3
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以結晶構造的目視顏色來說,磷元素可分為白、紅、黑等種類,紅磷可燃度佳多用於火柴,黑磷具備可使電洞加速動作的性質,但必須在一萬氣壓以上的環境下才能合成,增加應用研究的難度。
 
2008年德國研究團隊雖然曾以礦化劑促進地底的礦床成長,並在大氣壓力下成功地以紅磷製作出黑磷,但結晶品質粗劣且一次可生產的量極少;東京工業大學研究出最佳的紅磷與礦化劑比例,改變礦化劑的成分真空封入石英管,以兩個加熱器製造溫差,在顯微鏡下觀測到長 1~2mm 正方形的單結晶片所集合而成如花一般的黑磷,純度高達99.9%,結晶片是數百個磷原子厚度的膜所集合而成,以膠帶黏貼可使其變薄。
 
黑燐是電洞作動的 p型半導體時,電洞作動的容易度是矽元素的兩倍以上,電子構造是適用於 LED、光感應器的直接遷移型,目前也在進行電子作動的 n型半導體研究,預計可應用在 LED、高速電腦等多種用途。


資料來源: 日經產業新聞 / 材料世界網編譯
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