神奇材料首次制成2D磷光纳米带

制造了微型、个体和柔性结晶磷条，并开展了国际合作和测量。它们可以彻底改变电子技术和快速充电电池技术。

自2014年分离出二维磷光体(相当于石墨烯的磷)以来，超过100项理论研究预测，通过产生这种材料的窄“带”，可能会出现新的令人兴奋的特性。这些特征对许多行业来说都是非常有价值的。

在今天发表在《自然》期刊上的一项研究中，来自伦敦大学学院、布里斯托尔大学、弗吉尼亚联邦大学和洛桑联邦理工学院的研究人员描述了他们如何从黑磷和锂离子晶体中形成大量高质量的磷光带。

该研究的作者，UCL物理和天文系的Chris Howard博士说：“这是第一次产生独立的磷纳米带。人们所期待的令人兴奋的特性，磷苯纳米带可以在其中发挥转化作用的应用领域非常广泛。”

该团队与布里斯托大学的界面分析中心(一家从物理学院和布里斯托大学分离出来的公司，布里斯托纳米动力有限公司)密切合作，可以定位和表征沉积在前所未有的统计监测表面上的纳米带的大小。

第一作者Mitchell Watts也来自UCL的物理和天文系，他补充道：“通过使用先进的成像方法，我们详细描述了这些条带，发现它们非常平坦，结晶且有弹性。

“大多数原子只是单层原子，但如果碳带是由一层以上的光学错觉形成的，我们发现1-2-3-4层之间有无缝的台阶，其中碳带分裂，每一层都有独特的电子特征。”

研究小组表示，预期的应用领域包括电池、太阳能电池、热电器件(用于将余热转化为电能)、光催化、纳米电子学和量子计算。

此外，预测了“奇怪”的效应，包括新的磁性、自旋密度波和拓扑状态。

这种新方法可以用于在液体中大量生产磷光纳米带，然后可以以低成本用于大量应用。

纳米带由溶解在-50液氨中的黑磷和锂离子制成。24小时后，慢慢除去氨并用有机溶剂代替，从而制备混合尺寸的纳米带溶液。

霍华德博士补充道：“我们正在尝试制造磷片，所以我非常惊讶地发现我们已经制造出了丝带。为了让纳米带具有明确定义的特征，它们的宽度必须在整个长度上保持一致，我们发现我们的带正是这种情况。”

之前的研究已经证实，预计碱金属原子会异常快速地向黑磷晶体的特定方向扩散，从而导致材料中的原子出现条纹。作者认为在正确的锂原子浓度下，键会断裂，形成能带。

布里斯托大学界面分析中心的合著者奥利弗佩顿(Oliver Payton)博士说：“通过布里斯托大学的子公司布里斯托纳米动力公司(Bristol Nanopower Company)开发的新显微镜，布里斯托大学界面分析中心的团队可以搜索毫米大小的区域，并定位高度不到十亿分之一米的纳米带。

“收集的数据不仅代表了一种全新的材料，还代表了可用于评估所有2D材料的详细检查水平的逐渐变化。”

在继续研究纳米带令人兴奋的基本特性的同时，该团队还打算通过现有的合作，探索其在储能方面的应用，并形成新的联系，以研究电子交通、热电设备等。