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Processi chimici, fisici e di micro-elettronica per la fabbricazione di dispositivi nanostrutturati a base di fosforene

Estratto della Tesi di Salvatore Moschetto

Estratto dalla tesi: Processi chimici, fisici e di micro-elettronica per la fabbricazione di dispositivi nanostrutturati a base di fosforene
Fosforene 
 9 
tutto in ambiente inerte. Esistono diverse procedure che descrivono lo stato dell’arte 
attuale di questo processo. Sono infatti molteplici i gruppi che stanno lavorando 
simultaneamente ed indipendentemente sull’esfoliazione in liquido del BP. In generale i 
parametri che vengono modificati per ottenere flake abbastanza grandi e sottili sono il 
solvente, il tempo di sonicazione. Il processo di sonicazione fa sì che i frammenti di 
fosforo nero siano molto dispersi in termini di dimensioni, sia laterali che in spessore. La 
selezione di fiocchi di diverse dimensioni avviene mediante la velocità di centrifugazione. 
Per diminuire la quantità di aggregati di grandi dimensioni e minimizzare la tendenza allo 
stacking, le sospensioni vengono centrifugate e i surnatanti vengono frazionati.  
 
 
 
Figura 6 – Processo generale di esfoliazione in liquido 
 
Ad esempio Hersam 
16
 e il suo gruppo hanno portato a termine con successo l’esfoliazione 
in dimetilsolfossido (DMSO) e dimetilformammide, entrambi solventi con alta costante 
dielettrica e alta tensione superficiale. Le simulazioni di dinamica molecolare hanno 
mostrato che l’energia di coesione tra le molecole di solvente e gli strati di BP è molto 
importante, questo spiega il perché il DMSO, che ha una forte adesione con il fosforene, 
assicura una grande stabilità della dispersione 
17
. Recentemente è stato portato a termine 
un nuovo processo di esfoliazione in liquido tramite N-metil-2-pirrolidone (NMP), che 
permette di produrre fosforene con elevata stabilità in acqua e con dimensioni e spessore 
controllabili 
18
. In questo metodo il cristallo di BP viene aggiunto ad una soluzione satura 
di NaOH e NMP, successivamente viene sonicato per circa 4 h. Successivamente il 
fosforene in NMP viene separato dal solvente mediante centrifugazione e quindi viene 
trasferito in acqua. Il materiale esfoliato in queste condizioni risulta essere stabile sia in 
acqua che in NMP: il potenziale zeta, favorito dalle cariche negative, va oltre i -30 mV, 
                                                
16
 J. Kang, J. D. Wood, S. A. Wells, J.-H. Lee, X. Liu, K.-S. Chen, M. C. Hersam, ACS Nano 2015, 9, 3596 
17
 V. Sresht, A. A. H. Pádua, D. Blankschtein, ACS Nano 2015, 9, 8255  
18
 Guo, Z., Zhang, H., Lu, S., Wang, Z., Tang, S., Shao, J., Sun, Z., Xie, H., Wang, H., Yu, X.-F. and Chu, P. K., 
Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 6996–7002

Estratto dalla tesi:

Processi chimici, fisici e di micro-elettronica per la fabbricazione di dispositivi nanostrutturati a base di fosforene

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Informazioni tesi

  Autore: Salvatore Moschetto
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2016-17
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Chimica
  Corso: Fotochimica e materiali molecolari
  Relatore: Cristiano Albonetti
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 85

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funzionalizzazione
nanodispositivi
phosphorene
functionalization
black phosphorus
field effect transistors
electrospray
nanodevices
fabrications
fosforene

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