Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Arsen für die Elektronik

16.10.2018

Kovalent modifiziertes zweidimensionales Arsen

Mit der Entdeckung von Graphen, einem Stoff aus einer einzelnen oder wenigen atomaren Kohlenstoffschichten, begann ein Boom – heute sind solche sogenannten zweidimensionalen Materialien nicht mehr auf Kohlenstoff beschränkt und heiße Kandidaten für vielerlei Anwendungen, vor allem in der Mikroelektronik. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen Wissenschaftler jetzt ein neues 2D-Material vor. Es gelang ihnen, Arsenen (Arsen in einer Graphen-Struktur) mit Chlormethylen-Gruppen zu modifizieren.


Zweidimensionales Arsen in Form einer gewellten Wabenstruktur.

(c) Wiley-VCH

2D-Materialien sind kristalline Materialien aus nur einer Lage von Atomen, die meist mit ungewöhnlichen Eigenschaften aufwarten können. Als Material für Transistoren ist Graphen jedoch nur eingeschränkt geeignet, da es sich mehr wie ein Leiter als wie ein Halbleiter verhält.

Graphen-Modifikationen, aber auch 2D-Materialien auf der Basis anderer chemischer Elemente mit Halbleitereigenschaften wurden inzwischen entwickelt. Ein solches Material ist β-Arsenen – zweidimensionales Arsen in Form einer gewellten Wabenstruktur, das sich von grauem Arsen ableitet.

Modifikationen des bisher noch recht wenig erforschten Materials könnten dessen Halbleitereigenschaften weiter verbessern und einen Weg zu neuen Anwendungen, z.B. in Sensorik, Katalyse, Optoelektronik und anderen Halbleiteranwendungen, eröffnen, so hofft man.

Dem Team von der Universität für Chemie und Technologie Prag sowie der Nanyang Technological University (Singapur) um Zdeněk Sofer und Martin Pumera ist es jetzt gelungen, eine vielversprechende kovalente Modifikation von β-Arsenen herzustellen.

Das Arsenen stellen die Forscher durch Mahlen von grauem Arsen in Tetrahydrofuran her. Die Scherkräfte sorgen dabei für eine Spaltung in zweidimensionale Lagen und eine Dispergierung der Schichten im Lösungsmittel. Dann leiten sie Dichlormethan ein und geben eine organische Lithiumverbindung (Butyllithium) zu.

Aus diesen beiden Reagenzien entsteht als Zwischenprodukt sogenanntes Chlorcarben, ein Molekül aus je einem Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Chloratom. Dem Kohlenstoffatom fehlen damit zwei Bindungspartner, ein Zustand, der die Verbindungsklasse der Carbene hochreaktiv macht. Arsenen wiederum enthält freie Elektronenpaare, die regelrecht von der Oberfläche „abstehen“ und leicht Bindungen zu Chlorcarben eingehen können.

Der Ansatz sorgt für eine starke Bedeckung der Arsenen-Oberfläche mit Chlormethylen-Gruppen, wie durch verschiedene Verfahren (Röntgenphotoelektronenspektroskopie, FT-IR-Spektroskopie, Elementaranalyse mit Transmissionselektronenmikroskopie) nachgewiesen wurde.

Das so modifizierte Arsenen ist stabiler als reines Arsenen, zeigt eine starke Lumineszenz und elektronische Eigenschaften, die es für (opto)-elektronische Anwendungen attraktiv machen. Zudem können die Chlormethylen-Einheiten als Ausgangspunkt für weitere interessante Modifikationen genutzt werden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 30/2018

Autor: Zdeněk Sofer, University of Chemistry and Technology Prague (Czech Republic), https://czu.vscht.cz/lide/lide-vscht/sofer

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1002/ange.201809341

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Karin J. Schmitz | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher der Universität Bayreuth entdecken außergewöhnliche Regeneration von Nervenzellen
09.07.2020 | Universität Bayreuth

nachricht Blick ins Innere einer Batterie
09.07.2020 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

Verlustfreie Stromleitung bei Raumtemperatur? Ein Material, das diese Eigenschaft aufweist, also bei Raumtemperatur supraleitend ist, könnte die Energieversorgung revolutionieren. Wissenschaftlern vom Exzellenzcluster „CUI: Advanced Imaging of Matter“ an der Universität Hamburg ist es nun erstmals gelungen, starke Hinweise auf Suprafluidität in einer zweidimensionalen Gaswolke zu beobachten. Sie berichten im renommierten Magazin „Science“ über ihre Experimente, in denen zentrale Aspekte der Supraleitung in einem Modellsystem untersucht werden können.

Es gibt Dinge, die eigentlich nicht passieren sollten. So kann z. B. Wasser nicht durch die Glaswand von einem Glas in ein anderes fließen. Erstaunlicherweise...

Im Focus: The spin state story: Observation of the quantum spin liquid state in novel material

New insight into the spin behavior in an exotic state of matter puts us closer to next-generation spintronic devices

Aside from the deep understanding of the natural world that quantum physics theory offers, scientists worldwide are working tirelessly to bring forth a...

Im Focus: Im Takt der Atome: Göttinger Physiker nutzen Schwingungen von Atomen zur Kontrolle eines Phasenübergangs

Chemische Reaktionen mit kurzen Lichtblitzen filmen und steuern – dieses Ziel liegt dem Forschungsfeld der „Femtochemie“ zugrunde. Mit Hilfe mehrerer aufeinanderfolgender Laserpulse sollen dabei atomare Bindungen punktgenau angeregt und nach Wunsch aufgespalten werden. Bisher konnte dies für ausgewählte Moleküle realisiert werden. Forschern der Universität Göttingen und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen ist es nun gelungen, dieses Prinzip auf einen Festkörper zu übertragen und dessen Kristallstruktur an der Oberfläche zu kontrollieren. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature erschienen.

Das Team um Jan Gerrit Horstmann und Prof. Dr. Claus Ropers bedampfte hierfür einen Silizium-Kristall mit einer hauchdünnen Lage Indium und kühlte den Kristall...

Im Focus: Neue Methode führt zehnmal schneller zum Corona-Testergebnis

Forschende der Universität Bielefeld stellen beschleunigtes Verfahren vor

Einen Test auf SARS-CoV-2 durchzuführen und auszuwerten dauert aktuell mehr als zwei Stunden – und so kann ein Labor pro Tag nur eine sehr begrenzte Zahl von...

Im Focus: Robuste Materialien in Schwingung versetzt

Kieler Physikteam beobachtet in Echtzeit extrem schnelle elektronische Änderungen in besonderer Materialklasse

In der Physik werden sie zurzeit intensiv erforscht, in der Elektronik könnten sie ganz neue Funktionen ermöglichen: Sogenannte topologische Materialien...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Intensiv- und Notfallmedizin: „Virtueller DIVI-Kongress ist ein Novum für 6.000 Teilnehmer“

08.07.2020 | Veranstaltungen

Größte nationale Tagung für Nuklearmedizin

07.07.2020 | Veranstaltungen

Corona-Apps gegen COVID-19: Nationalakademie Leopoldina veranstaltet internationales virtuelles Podiumsgespräch

07.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

09.07.2020 | Physik Astronomie

Forscher der Universität Bayreuth entdecken außergewöhnliche Regeneration von Nervenzellen

09.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Selbstadaptive Systeme: KI übernimmt Arbeit von Software-Ingenieuren

09.07.2020 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics