Ученые из Университетского колледжа Лондона создали новое семейство наноматериалов, сплавив фосфор с мышьяком. Исследователи создали новое семейство наноматериалов путем сплавления фосфора с мышьяком для создания лент толщиной в один атом. Они обладают высокой проводимостью, что делает их идеальными для использования в батареях следующего поколения, солнечных элементах и квантовых компьютерах.

Под нанолентами исследователи подразумевают ленты фосфора толщиной в один атом или, точнее, фосфорена, двумерного материала, состоящего из одного слоя искусственно созданного слоистого черного фосфора, наиболее стабильной формы фосфора.

В 2019 году исследователи из Университетского колледжа Лондона, обнаружили потенциал фосфорных нанолент. Оказалось, что если добавить их в качестве слоя к перовскитным солнечным элементам, ячейки используют больше энергии Солнца.

В текущем исследовании, стремясь улучшить электропроводность фосфора, они добавили крошечное количество мышьяка. Кристаллы, образовавшиеся из листов фосфора и мышьяка, смешали с литием, растворенным в жидком аммиаке при температуре –50° C. Аммиак удалили через 24 часа и заменили органическим растворителем. Так исследователи создали новое семейство наноматериалов: наноленты из сплава мышьяка и фосфора (AsPNR).

Исследователи создали новое семейство наноматериалов путем сплавления фосфора с мышьяком / Изображение: Чжан и др./Университетский колледж Лондона. CC-BY 4.0

Они обнаружили, что AsPNR обладают высокой электропроводностью при температуре выше 130 Кельвинов (–140 °C), сохраняя при этом полезные свойства нанолент, содержащих только фосфор. Ключевой характеристикой AsPNR является их чрезвычайно высокая мобильность дырок. Улучшение их подвижности (меры скорости, с которой они движутся через материал) помогает электрическому току двигаться более эффективно.

Исследование опубликовано в Journal of the American Chemical Society.