磷烯(Phosphorene)又稱黑磷烯或二維黑磷,是一種從黑磷剝離出來的有序磷原子構(gòu)成的、單原子層的、有直接帶隙的二維半導(dǎo)體材料。磷烯在場效應(yīng)晶體管、光電子器件、自旋電子學(xué)、氣體傳感器及太陽能電池等方面有著的廣闊的應(yīng)用前景。
磷烯,即具有二維結(jié)構(gòu)的單層或少層黑磷。與石墨烯類似,磷烯初也是通過基于透明膠帶的機(jī)械剝離法獲得的,但是這種方法過于低效且制備出的磷烯質(zhì)量較差。而要想實(shí)現(xiàn)二維黑磷的進(jìn)一步研究與應(yīng)用,制備出**磷烯是關(guān)鍵。
因此,科研人員進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)來制備磷烯,現(xiàn)已發(fā)展出兩類主流方法,自上而下法與自下而上法。自上而下法是通過物理或者化學(xué)的手段來打破黑磷層間的范德華力,從而獲得一定層數(shù)的磷烯,例如機(jī)械剝離法(圖1a)、液相剝離法(圖1b)、電化學(xué)剝離法(圖1c)等。自下而上法是通過化學(xué)的方法直接合成出預(yù)期尺寸與厚度的磷烯,例如化學(xué)氣相沉積法(圖1d)、脈沖激光沉積法、氣相生長法等。
1.機(jī)械剝離法:
機(jī)械剝離法是通過對層狀材料施加機(jī)械力從而將其薄層材料分離出來的方法,該法較為廣泛地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制備薄層材料,例如制備石墨烯和二硫化鉬。機(jī)械剝離法所需實(shí)驗(yàn)條件較為簡單,但是這種方法耗時(shí)且產(chǎn)量低,制備出的晶體尺寸不易控制,無法可控地制備出長度合適的黑磷烯,難以用于工業(yè)生產(chǎn),只適用于實(shí)驗(yàn)室制備黑磷烯以滿足測試的需求。并且黑磷納米片在大氣環(huán)境下不能穩(wěn)定存在,需要在無水無氧的條件下制備,否則會(huì)立即反應(yīng)消失。
傳統(tǒng)的機(jī)械剝離法利用膠帶撕扯進(jìn)行剝離, 效率低, 密度小, 且剝離的黑磷片表面殘留膠的痕跡。 我們用改進(jìn)的微機(jī)械剝離法 , 通過技術(shù)優(yōu)化自動(dòng)沉積薄黑磷片后, 采用特殊膠帶剝離薄黑磷片, 通過多次操作將黑磷裂解, 大大增加了磷烯制作的產(chǎn)量和降低了污染片。 相對于傳統(tǒng)的機(jī)械剝離, 提高了效率。
我們研究了一種大規(guī)模制備雙層結(jié)構(gòu)黑磷的方法, 該方法包括如下步驟:(1)將白磷或紅磷在6-8 Kbar壓力、 溫度600-8000℃、 反應(yīng)至少1 min。(2) 將步驟(1) 所得物置于乙醇水溶液中浸泡4-6 h。(3) 用超聲波處理至少10 min, 超聲波功率為70-80 W。
2.液相剝離法
液相剝離的原理是當(dāng)化學(xué)溶劑的表面能與二維材料相匹配時(shí),溶劑與二維材料之間的相互作用可以平衡剝離該材料所需的能量, 使得通過超聲就可把塊體材料剝離成片層材料。 采用這種方法已經(jīng)成功制得了多層甚至單層的石墨烯和二硫化鉬等。液相剝離法制備原子層黑磷具有產(chǎn)量較高、設(shè)備要求低等優(yōu)勢,同時(shí)有機(jī)試劑的存在可減緩其降解,但所得產(chǎn)品尺寸小且有機(jī)溶劑難以去除。
CY5-PEG修飾黑磷納米片/黑磷納米顆粒 CY5-BPNSs
CY5.5-PEG修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米片 CY5.5-BPNSs
CY7-PEG修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米片 CY7-BPQDs
CY7.5-PEG修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米片 CY7.5-BPQDs
羅丹明B修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米片RB-BPNSs
吲哚菁綠修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米片ICG-BPNSs
香豆素修飾黑磷納米片/黑磷量子點(diǎn) Comarin-BPNSs
氟化硼二吡咯修飾黑磷納米片/黑磷量子點(diǎn) Bodipy-BPNSs
血卟啉單甲醚修飾黑磷納米片/黑磷量子點(diǎn) HMME-BPNSs
二硬脂;字R掖及沸揎椇诹准{米片/黑磷量子點(diǎn) DSPE-BPQDs
二棕櫚;字R掖及沸揎椇诹准{米片/黑磷量子點(diǎn) DPPE-BPQDs
膽固醇修飾黑磷納米片/黑磷量子點(diǎn) Cholesterol-BPQDs
牛血清白蛋白聚乙二醇修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 BSA-BPNPs
人血清白蛋白聚乙二醇修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 HAS-BPNPs
轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米顆粒 TF-BPQDs
小麥胚凝集素修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米顆粒 WGA-BPQDs
鏈霉親和素修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米顆粒 Streptavidins-BPQDs
肝素修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米顆粒 Heparin-BPQDs
刀豆球蛋白修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米顆粒 Concanavalin-PEG-DBCOA-BPQDs
過氧化氫酶修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 Catalase-BPNPs
胰島素修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 Insulin-BPNPs
絡(luò)蛋白修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 Casein-BPNPs
卵清蛋白修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 Ovalbumin-BPNPs
凝集素修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 Lectins-BPNPs
葡聚糖修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 Dextran-BPNPs
海藻酸鈉修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米顆粒 alginate-BPQDs
殼聚糖修飾黑磷量子點(diǎn)/黑磷納米顆粒 Cs-BPQDs
半乳糖聚乙二醇修飾黑磷納米顆粒/黑磷納米片 galactose-PEG-BPNSs
黑磷-活化石墨烯異質(zhì)結(jié)負(fù)載氮化鎳顆粒
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