Small:二维砷烯和砷基材料的物性、制备及应用

单一元素二维材料通常表现出奇异的物理化学特性,例如高的面内各向异性效应、大的比表面积、优异的机械性能、优良的导热性、可调控的能带间隙、量子自旋霍尔效应、强光物质相互作用和超高表面灵敏度等,为探索新奇的物理现象提供了一个平台。砷烯是磷烯的同系物,也是第五主族典型的单质二维材料之一,已经被大量理论和实验研究报道。二维砷烯和砷材料的理论研究报道揭示了砷烯是一种很有潜力的半导体,具有厚度依赖的能带结构、量子自旋霍尔效应、高载流子迁移率等优异性质。同时,机械剥离、液相剥离和化学气相沉积也先后应用于二维砷烯和砷材料的实验制备,随后一些砷烯的奇异性质和潜在应用也得到了广泛的研究和验证。二维砷烯和砷材料的这些优异的电化学特性,预计可以有效地补足和丰富现有二维材料家族。虽然此前的一些综述总结了单元素二维材料或第五主族单质二维材料的理论和实验研究进展,但是聚焦于二维砷烯和砷材料的系统性综述和展望仍然缺乏。

图1. 二维砷烯和砷材料的基本性质、制备和应用。

近日,南京大学化学化工学院金钟教授团队全面地综述了二维砷烯和砷材料在其本征特性、晶体结构、实验制备和应用等方面的最新理论和实验进展(1)。该综述论文首先总结了二维砷烯和砷材料的基础物理化学性质,包括晶体结构、化学环境稳定性以及光电性质等。然后,详细归纳了二维砷烯和砷材料的实验制备方法,包括外延生长、机械剥离和液相剥离。此外,还系统性地讨论了二维砷烯和砷材料在电学、光学及生物方面的应用。最后,对二维砷烯和砷材料所面临的挑战提出了展望和观点。

金钟教授为该论文的通讯作者,副研究员胡毅博士为该论文的第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金的支持。

论文信息:

2D Arsenene and Arsenic Materials: Fundamental Properties, Preparation, and Applications

Yi Hu, Junchuan Liang, Yuren Xia, Cheng Zhao, Minghang Jiang, Jing Ma, Zuoxiu Tie, Zhong Jin*

Small

DOI:10.1002/smll.202104556

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202104556