نانومقیاس

نانومقیاس

ساخت فسفر سیاه به روش حلالی حرارتی ‌و متورق سازی آن به نانوورقه های فسفرین: مشخصه یابی ساختاری، ریخت شناسی و اپتیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه فیزیک-دانشگاه شهید چمران اهواز
2 گروه فیزیک دانشگاه شهید چمران اهواز
10.22034/ns.2026.2071397.1408
چکیده
در این پژوهش، فسفر سیاه از پیش‌ماده‌ی فسفر قرمز به روش حلالی-حرارتی سنتز و سپس به کمک متورق‌سازی فاز مایع در حضور حلال -Nمتیل-۲-پیرولیدون به نانوورقه‌های فسفرین تبدیل شد. جداسازی ورقه‌های نازک‌تر از طریق سانتریفیوژ آبشاری معکوس انجام گرفت. آنالیز XRD تشکیل فاز ارتورومبیک با قله شاخص (020) را تأیید کرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) ، ساختار لایه‌ای و ضخامت کم ورقه‌ها را نشان دادند و نتایج EDS خلوص بالای نمونه را اثبات نمود. طیف‌سنجی رامان سه مد ارتعاشی شاخص A1g ، B2g و A2gرا آشکار ساخت که دلالت بر کیفیت مناسب بلوری دارد. بررسی‌های نوری نشان داد که کاهش ضخامت ورقه‌ها منجر به تغییر قابل‌توجهی در گاف انرژی می‌شود. طیف‌سنجی فوتولومینسانس (PL) جابه‌جایی قله تابشی از محدودة فروسرخ نزدیک در نمونه‌های چندلایه ضخیم به محدودة مرئی در نانوصفحه‌های فسفرین را نشان داد. همچنین نتایج UV–Vis تغییر طول‌موج جذب را آشکار ساخت که مؤید کاهش تعداد لایه‌هاست.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Solvothermal synthesis of black phosphorous and its exfoliation into phosphorene nanosheets: structural, morphological, and optical characterization

نویسندگان English

Mansoor Farbod 1
Seyed Masih Hosseini 2
1 Department of physics, shahid chamran university of Ahvaz
2 Physics dep., Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده English

In this work, black phosphorus was synthesized from a red phosphorus precursor through a solvothermal approach and subsequently converted into phosphorene nanosheets via liquid-phase exfoliation (LPE) in the presence of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The thinner nanosheets were effectively isolated by reverse cascade centrifugation. X-ray diffraction (XRD) confirmed the formation of the orthorhombic phase with the characteristic (020) peak. Field-emission scanning electron microscopy (FESEM) and transmission electron microscopy (TEM), and atomic force microscopy (AFM) revealed the layered morphology and ultrathin thickness of the nanosheets, while energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) demonstrated their high chemical purity. Raman spectroscopy identified the three characteristic vibrational modes (A1g, B2g, and A2g), highlighting the good crystalline quality of the samples. Optical investigations indicated that reducing the nanosheet thickness induces a significant variation in the electronic bandgap. Photoluminescence (PL) spectroscopy revealed a shift of the emission peak from the near-infrared region in thick multilayer samples to the visible range in phosphorene nanosheets. Furthermore, ultraviolet–visible (UV–Vis) absorption spectra exhibited a blue-shift in the absorption wavelength, corroborating the decrease in the number of layers.

کلیدواژه‌ها English

Black Phosphorus
Two-Dimensional Materials
Phosphorene
Solvothermal Synthesis
Liquid-Phase Exfoliation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 04 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 23 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش 04 خرداد 1405