ماده‌ای متشکل از است. از یک تک‌لایه سنتز شده شامل لایه ( ) تشکیل شده‌است. نام فسفرین به‌خاطر شباهت به به عنوان یک لایه واحد از معرفی شده است. در میان ، فسفرین به عنوان رقیبی سرسخت برای گرافین ظاهر شد زیرا در مقابل گرافین، فسفرین دارای یک بنیادی غیر صفر است که می‌تواند توسط و تعداد لایه‌های انباشته نیز تنظیم شود. فسفرین برای اولین بار در سال ۲۰۱۴ توسط لایه‌برداری مکانیکی جدا شد. 
 در سال ۱۹۱۴ ، یک لایه‌ای از فسفر، سنتز شد. نشان داده شده‌است که این آلوتروپ بالایی از خود نشان می‌دهد. در سال ۲۰۱۴، چندین گروه تحقیقاتی فسفرین تک‌لایه را (یک لایه) از فسفر سیاه جدا کردند. به دلیل وجود که می‌تواند از طریق اصلاح ضخامت، خواص فوتوالکترونیک ناهمسانگرد و تحرک زیاد حامل، تنظیم شود، توجه جدیدی را به خود جلب کرد. فسفرین در ابتدا با استفاده از لایه‌برداری مکانیکی تهیه شد، روشی که معمولاً در تولید گرافین استفاده می‌شود که آن دشوار است. لایه‌برداری مایع روشی امیدوار کننده برای تولید مقیاس‌پذیر فسفرین است.
 سنتز فسفرین یک چالش قابل‌توجه است. در حال حاضر، دو روش اصلی برای تولید فسفرین وجود دارد: لایه‌برداری میکرونی مبتنی بر نوار اسکاچ و لایه‌برداری مایع، در حالی که چندین روش دیگر نیز در حال توسعه است. تولید فسفرین از نیز گزارش شده‌است. 
 در لابه‌برداری میکرونی مبتنی بر نوار اسکاچ، فسفرین با استفاده از نوار اسکاچ از قسمت عمده‌ای از بلور فسفر سیاه لایه‌برداری می‌شود. سپس فسفرین روی یک بستر Si/SiO منتقل می‌شود و سپس با ، و تمیز می‌شود تا باقیمانده نوار اسکاچ پاک شود. سپس نمونه تا ۱۸۰ برای از بین بردن باقیمانده حلال، گرم می‌شود.
 در روش لایه‌برداری مایع اولین‌بار توسط برنت و همکاران گزارش شد. در سال ۲۰۱۴ توسط دیگران اصلاح شده‌است، فسفر سیاه بالک ابتدا در هاون آسیاب می‌شود و سپس در مایعات آلی و اکسیژن‌زدایی‌شده مانند (NMP) تحت اتمسفر بی‌اثر با استفاده از حمام فراصوت کم‌توان، تحت امواج فراصوت قرار می‌گیرد. ها به مدت ۳۰ دقیقه می‌شوند تا فسفر سیاه لایه‌برداری‌شده را فیلتر کند. تک‌لایه حاصل و فسفرین کم‌لایه غیر اکسیدشده با ساختار بلوری، در حالی که قرار گرفتن در معرض هوا، فسفرین را اکسید کرده و اسید تولید می‌کند.
 نوع دیگر لایه‌برداری مایع "لایه‌برداری مایع پایه ( )" است. فسفرین سیاه بالک به محلول اشباع‌شده / اضافه می‌شود که برای انجام لایه‌برداری مایع به مدت ۴ ساعت بیشتر تحت فراصوت قرار می‌گیرد. سپس محلول، یکبار به مدت ۱۰ دقیقه برای جدا کردن فسفر سیاه بدون لایه‌برداری و سپس به مدت ۲۰ دقیقه با سرعت بالاتر برای جدا شدن لایه‌های ضخیم فسفرین (۵ تا ۱۲ لایه) از سانتریفیوژ می‌شود. سپس مایع شناور در سطح مجدداً با سرعت بالاتر به مدت ۲۰ دقیقه سانتریفیوژ می‌شود تا لایه‌های نازک‌تر فسفرین (۱ تا ۷ لایه) جدا شود. رسوب حاصل از سانتریفیوژ مجدداً در آب پخش می‌شود و چندین بار توسط شسته می‌شود. قطره‌های محلول فسفرین/آب بر روی با ضخامت ۲۸۰ نانومتر از SiO انداخته شده و تحت خلاء خشک می‌شود. با استفاده از روش لایه‌برداری مایع ، فسفرین با اندازه و تعداد لایه قابل کنترل، پایداری عالی در آب و عملکرد بالا سنتز می‌شود. 
 از معایب روش‌های فعلی می‌توان به زمان فراصوت طولانی، استفاده از حلال‌هایی با نقطه‌جوش زیاد و بازده کم اشاره کرد. بنابراین، سایر روش‌های فیزیکی برای لایه‌برداری مایع، هنوز در حال توسعه است. یک روش با کمک لیزر که توسط ژنگ و همکارانش توسعه یافته‌است، در طی ۵ دقیقه عملکرد امیدوارکننده تا ۹۰٪ را نشان داده است. فوتون‌های لیزر با سطح بلور فسفر سیاه بالک اندرکنش کرده و باعث می‌شوند حباب‌های حلال و پلاسما اندرکنش لایه‌ای را تضعیف کنند. بسته به انرژی لیزر، حلال ( ، ، و غیره) و زمان تابش، تعداد لایه و اندازه جانبی فسفرین کنترل می‌شود.
 تولید زیاد فسفرین توسط بسیاری از گروه‌ها در نشان داده شده‌است اما برای تحقق کاربردهای بالقوه این ماده، نشاندن این نانوصفحه‌ها به طور مستقل در حلال‌ها روی زیرلایه‌ها به روش اصولی، بسیار مهم است. کائور و همکاران سنتز، ترازبندی فصل مشترکی-محور و خصوصیات عملکردی فسفرین نیمه‌رسانای چندلایه را با استفاده از مونتاژ لانگمویر-بلودجت را انجام دادند. این اولین مطالعه‌ای است که یک راه‌حل ساده و همه‌جانبه را در مورد چالش مونتاژ نانوصفحه‌های فسفرین بر روی زیرلایه‌های مختلف و استفاده از این نانوصفحه‌ها در یک دستگاه الکترونیکی ارائه می‌دهد. بنابراین، روش‌های مونتاژ مرطوب مانند لانگمویر-بلودجت به‌عنوان یک نقطه ورود جدید بسیار با ارزش برای کشف خصوصیات الکترونیکی و همچنین نوری-الکترونیکی (اپتوالکترونیکی) فسفرین و همچنین سایر مواد غیر آلی لایه‌ای دوبعدی عمل می‌کنند.
 رشد مستقیم فسفرین دوبعدی از طریق هنوز یک چالش است زیرا ثبات فسفرین سیاه نسبت به زیرلایه بسیار حساس است که با شبیه‌سازی‌های نظری قابل درک است. 
 فسفرین از لایه‌های جداگانه‌ای تشکیل شده‌است که به جای یا که در اکثر مواد یافت می‌شوند، توسط در کنار هم نگه داشته می‌شوند. پنج الکترون در اوربیتال ۳p از اتم فسفر وجود دارد، در نتیجه باعث تشکیل sp اتم فسفر موجود در ساختار فسفرین می‌شود. فسفرین تک‌لایه ساختار هرم چهارگوش دارد زیرا سه الکترون اتم فسفر با سه اتم فسفر دیگر به صورت کووالانسی در ۲.۱۸ آنگسترومی به صورت کووالانسی پیوند برقرار می‌کنند و یک جفت تنها باقی می‌گذارند. دو اتم فسفر در صفحه لایه با زاویه ۹۹ درجه از یکدیگر قرار دارند و فسفر سوم بین لایه‌ها در ۱۰۳ درجه است و میانگین زاویه ۱۰۲ درجه را نشان می‌دهد.
 طبق (DFT)، فسفرین در یک ساختار شبکه لانه‌زنبوری با حالت غیرصفحه‌ای قابل‌توجه در شکل، برجستگی‌های ساختاری تشکیل می‌شود. پیش‌بینی شده است که فسفر سیاه را می‌توان تحت فشار زیاد تشخیص داد. این بیشتر به دلیل فشرده‌شدن فسفر سیاه به‌دلیل ساختارهای بلوری نامتقارن است. به‌عبارت دیگر، پیوند واندروالسی می‌تواند در جهت محور z بسیار فشرده شود. با این حال، تغییر فشرده‌سازی زیادی در صفحه x-y متعامد وجود دارد.
 گزارش شده است که کنترل از مرکز در مراحل تولید، می‌تواند به تنظیم ضخامت یک ماده کمک کند. به‌عنوان مثال، می‌توان با سانتریفیوژ با دور ۱۸۰۰۰ در طی سنتز، فسفرین با قطر متوسط ۲۱۰ نانومتر و ضخامت ۲.۸ نانومتر با دقت ۱.۵± نانومتر (۲ تا ۷ لایه) تولید کرد. 
 فسفرین دارای یک شکاف نواری مستقیم وابسته به ضخامت است که از مقدار حالت بالک ۰.۳ به مقدار حالت تک‌لایه ۱.۸۸ الکترون‌ولت افزایش پیدا می‌کند. افزایش مقدار شکاف نواری در فسفرین تک‌لایه پیش‌بینی می‌شود که به‌دلیل عدم وجود بین‌لایه‌ای در نزدیکی بالای و پایین باشد. یک قله برجسته متمرکز در مقدار حدود ۱.۴۵ ، تفاوت ساختار شکاف نواری را در فسفرین چندلایه یا تک‌لایه با بلورهای بالک نشان می‌دهد. 
 در خلاء یا روی زیرلایه ضعیف، یک بازسازی جالب با خاتمه لبه‌ای فسفرین در نانولوله بسیار آسان است و باعث تبدیل لبه فسفرین از به نیمه‌رسانا می‌شود. 
 یک عیب مهم فسفرین، پایداری کم آن در هوا است. فسفرین متشکل از فسفر و با بسیار بالا، با بخار آب و اکسیژن به کمک نور مرئی واکنش نشان می‌دهد و در طی چند ساعت کاهش می‌یابد. از طریق فرایند تخریب، فسفرین (جامد) با اکسیژن/آب واکنش می‌دهد و حباب‌های فاز مایع را در سطح ایجاد می‌کند و در نهایت تبخیر می‌شود (بخار) تا کاملاً تبدیل شده (تخریب S-B-V) و کیفیت کلی را به شدت کاهش می‌دهد. 
 پژوهشگرها از جنس فسفرین ساخته‌اند تا عملکرد آن را در دستگاه‌های واقعی بررسی کنند. ترانزیستور مبتنی بر فسفرین از یک کانال ۱.۰ میکرومتر تشکیل شده‌است و از فسفرین چندلایه‌ای با ضخامت متغیر از ۲.۱ تا بیش از ۲۰ نانومتر استفاده می‌کند. کاهش الکتریکی کل با گیت (یکی از پایه‌های ترانزیستور) مشاهده می‌شود که نشان‌دهنده مشخصه فسفرین است. رابطه I-V (جریان-ولتاژ) خطی ترانزیستور در درین (یکی از پایه‌های ترانزیستور) کم‌بایاس، خواص تماس خوب در فصل مشترک فسفرین/فلز را نشان می‌دهد. اشباع جریان خوب در مقادیر درین بایاس بالا مشاهده شده‌است. با این حال، مشاهده شد که در مقایسه با فسفر سیاه بالک، تحرک در فسفرین چندلایه کاهش می‌یابد. اثر میدانی ترانزیستور مبتنی بر فسفرین وابستگی زیادی را به ضخامت نشان می‌دهد و در حدود ۵ نانومتر به اوج خود می‌رسد و با افزایش بیشتر ضخامت کریستال به‌طور پیوسته کاهش می‌یابد.
 رسوب لایه اتمی (ALD) لایه و/یا پلیمر آبگریز به‌عنوان لایه‌های کپسوله‌سازی به منظور جلوگیری از تجزیه و شکست دستگاه استفاده می‌شود. دستگاه‌های فسفرین با لایه کپسوله برای هفته‌ها عملکرد خود را حفظ می‌کنند، در حالی که در معرض شرایط محیطی در طی یک هفته خرابی دستگاه را تجربه می‌کنند. 
 فسفرین یک ماده امیدوار کننده برای باتری‌های قابل شارژ مانند باتری‌های لیتیوم-یون، درنظر گرفته می‌شود. فضای بین‌لایه‌ای باعث ذخیره و انتقال لیتیوم می‌شود. تعداد لایه و اندازه جانبی فسفرین بر پایداری و ظرفیت آند تأثیر می‌گذارد. 
 محققان همچنین (مدار منطقی) را با ترکیب ترانزیستور فسفرین و ترانزیستور ساخته‌اند و به مجتمع‌سازی ناهمگن زیاد بلورهای فسفرین نیمه‌رسانا به عنوان ماده جدید کانال برای کاربردهای بالقوه الکترونیکی دست یافته‌اند. در اینورتر، ولتاژ منبع تغذیه ۱ ولت تنظیم شده است و ولتاژ خروجی یک انتقال واضح از مقدار VDD به ۰ را در محدوده ولتاژ ورودی از ۲- تا ۱۰- ولت نشان می‌دهد. حداکثر حدود ۱.۴ حاصل می‌شود.
 کاربردهای بالقوه فسفرین دو لایه مخلوط در مواد نیز مورد بررسی قرار گرفته‌است که به‌عنوان نیز عمل می‌کند. 
 فسفرین به‌دلیل ماهیت فوق‌العاده نازک با کنترل ایده‌آل و انعطاف‌پذیری مکانیکی بالا، یک کاندید امیدوارکننده برای نانوسیستم‌های انعطاف‌پذیر است. پژوهشگرها ترانزیستورهای انعطاف‌پذیر، مدارها و را براساس فسفر چندلایه ساخته‌اند که انتقال دوقطبی تقویت‌شده با تحرک حامل بالا در (تا حدود ۳۱۰ سانتی‌متر مربع بر ولت‌ثانیه) و اشباع جریان بالایی را از خود نشان می‌دهند. واحدهای مدار پایه شامل اینورتر دیجیتال، تقویت‌کننده ولتاژ و دو برابر کننده فرکانس تحقق یافته‌اند. ساخت ترانزیستورهای (RF) با بالاترین ذاتی ۲۰ گیگاهرتز برای کاربردهای بالقوه در نانوسیستم‌های هوشمند انعطاف‌پذیر با فرکانس بالا نیز محقق شده‌است.
{"title": "فسفرین", "link": "https://fa.wikipedia.org//w/index.php?title=%D9%81%D8%B3%D9%81%D8%B1%DB%8C%D9%86&oldid=34998506", "language": "fa"}