二维材料光电科技国际合作联合实验室张晗特聘教授团队在《Small》上发表氟化磷烯最新研究成果

发表于 2017-10-30 00:00

     近期，我校张晗教授团队研究开发出一种全新的电化学剥离与同步氟化的实验方法，实现了一种新的磷烯衍生物——氟化磷烯——的制备，并通过该方法一步解决了磷烯制备效率低和环境不稳定的问题。相关成果以题为“FluorinatedPhosphorene: Electrochemical Synthesis, Atomistic Fluorination, and Enhanced Stability”发表在Small期刊上。深圳大学博士后汤贤为论文单独第一作者，张晗教授为单独通讯作者，深圳大学为独立完成单位。
　　该研究发现，通过在基于含氟离子液体电解液的黑磷电化学剥离过程中，电解氟离子可对剥离的磷烯进行同步的电化学氟化，得到一种新的磷烯衍生物——氟化磷烯。氟化磷烯在1 h内的产量可达到80%，氟化磷烯的原子层数主要集中在3~6层，并保留了黑磷原有的晶体结构特征。通过测试发现，氟化磷烯在空气或水中静置一周内，未出现明显的降解特征，显示了极佳环境稳定性。该研究发现氟化黑磷具有良好的光热转换效率和光热稳定性，有望在纳米光子学等领域的得到应用。
　　此外，该研究通过Born-Haber循环理论框架内的第一性原理计算和等价核近似原理，并结合氟化磷烯的XPS检测，揭示了氟化磷烯原子尺度的氟化形态特征，并揭示了离子液体浓度对氟化形态和氟化程度重要调控作用。
　　该工作被期刊编辑邀请在Advanced Science News官网和作为期刊封面同时进行报道。
　　该工作得到了国家自然科学基金、深圳市孔雀团队、广东省自然科学基金的资助。

氟化磷烯的环境稳定性、光热转换效果、以及揭示原子尺度氟化形态的示意图

　　论文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201702739/full