英国伦敦大学学院Christopher A. Howard课题组--二维磷烯纳米带问世

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磷烯是一种单元素二维（2D）材料，具有高度定向性，且其带隙具有典型的层数相关性。相应的纳米带结合了一维纳米材料的特性（弹性、单向性）和二维纳米材料的高表面积性质，同时表现出电子-限域以及边界效应。因此，纳米带结构的电子能带结构可以被很好的调控，这使其成为一种新兴的热门材料。磷烯纳米带（PNRs）的独特各向异性结构，引发了大量的理论计算，相关研究显示PNRs具备优异的性能。然而，到目前为止，关于制备离散PNRs的研究工作尚未出现。这里我们通过离子剪切黑磷晶体制备了大量高质量的单个PNRs。采用这种自上而下的方法最终获得稳定分散的PNRs溶液。所制备的PNRs宽度范围4-50纳米，主要为单层厚度，测量长度可达75微米，纵横比最高可达到1000左右。该研究还发现该纳米带结构为原子级单晶，以Z字形结晶取向排列。这一简单的液相制备方法为实验研究PNRs的性质及其应用奠定了基础。这些应用范围可以从热电设备到高容量快速充电电池和集成高速电子电路等。

Figure 1. PNRs的TEM表征。分析其尺寸大小、微观形貌以及晶体结构等情况。

Figure 2. PNRs的AFM表征。（a）PNRs （长1.5微米）的HS-AFM图，（b）PNRs层数情况，（c）PNRs宽带情况，（d）PNR单层的HS-AFM显微照片，（e）PNR(长于75 nm)的中心，大面积复合物HS-AFM显微照片。

Figure 3. PNR形成机理和Raman光谱。（a-c）TEM图显示了纳米带的形成过程，（d）电沉积示意图，Pt涂覆-Si/SiO2为工作电极和对电极，Pt线为参比电极，（e-f）磷烯A_g²和硅峰强度，（g）PNRs样品拉曼光谱。

该研究工作由英国伦敦大学学院Christopher A. Howard课题组于2019年发表在Nature国际顶级期刊上。原文：Production of phosphorene nanoribbons（https://doi.org/10.1038/s41586-019-1074-x）



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