氮愈合黑磷的长期环境稳定性
材料科学
2021-06-29 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
黑磷(BP)独特的光电性质引发了其在其他层状材料(LMs)未能满足的领域应用的巨大兴趣。然而,其在环境条件下的较差稳定性(快速降解,即单层<<1 h)限制了其实用化应用。我们通过实验-理论方法在此证明,将氮分子(N2)掺入BP结构可显著改善其空气中的稳定性,长达8天而无光学降解迹象。我们的策略涉及通过电子束辐照产生缺陷(磷空位),随后用N2分子愈合。作为附加途径,N2等离子体处理被提出作为大面积应用的替代方案。我们的第一性原理计算阐明了氮掺入及改性BP稳定化涉及的机制,并与我们的实验观察相符。该稳定化方法可应用于BP的加工,使其可用于与其他LMs构成环境稳定的范德瓦耳斯异质结构,以及光电子和可穿戴器件中。
引用
@article{arxiv.2106.13850,
title = {Long-Term Environmental Stability of Nitrogen-Healed Black Phosphorus},
author = {Valeria S. Marangoni and Alisson R. Cadore and Henrique B. Ribeiro and Leandro Hostert and Christiano J. S. de Matos and Cecilia C. C. Silva and Leandro Seixas and Camila M. Maroneze},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.13850},
year = {2021}
}