科技日報北京3月22日電 (記者聶翠蓉)普林斯頓大學官網(wǎng)21日發(fā)布公告稱,該校研究人員發(fā)現(xiàn)α-硒化亞鍺(α-GeSe)化合物能在一定條件下轉(zhuǎn)換成另一種全新形式(β-GeSe),其具有與石墨烯類似的環(huán)狀結(jié)構(gòu),且層狀結(jié)構(gòu)更像“船”形,表現(xiàn)出更加優(yōu)越的導電特性。相關(guān)論文發(fā)表在《美國化學學會期刊》上。
石墨烯是一種擁有神奇電學特性的二維材料,但因缺乏帶隙,研發(fā)石墨烯電子裝置多年嚴重受阻。近幾年,與其非常接近的材料——黑磷因擁有一定帶隙和高電荷遷移能力,受到研究人員的關(guān)注。特別是黑磷在高壓下可轉(zhuǎn)變成簡單的“椅子”形立體結(jié)構(gòu),電學性能得以大幅提升。

α-硒化亞鍺在自然界含量豐富,有研究人員評估認為,其具有與黑磷相同的電學特性。普林斯頓大學團隊在最新研究中,在6萬大氣壓下將α-硒化亞鍺加熱到1200℃,結(jié)果發(fā)現(xiàn),其不僅能像黑磷一樣演變成“椅子”狀立體結(jié)構(gòu),更有一部分演變成令人驚奇的“船”形結(jié)構(gòu)。論文第一作者法比安·凡·羅爾認為,不同結(jié)構(gòu)決定了這些化合物的不同電學性能。與標準“椅子”形黑磷和α-硒化亞鍺相比,“船”形β-硒化亞鍺因?qū)娱g距離更小,層狀結(jié)構(gòu)會更加穩(wěn)定,電學性能更勝一籌。
研究人員還發(fā)現(xiàn),兩種形式的硒化亞鍺所擁有的帶隙都比黑磷寬,這意味著其比黑磷更有應用潛力。而且,無論在空氣中還是水溶液中,黑磷表現(xiàn)出極高的化學活性,但硒化亞鍺更加穩(wěn)定,成為用于研制電子產(chǎn)品的另一具有吸引力的優(yōu)勢。