了解材料:碲烯

2025-07-25 07:03:21
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碲烯是一种新型二维半导体,在先进材料领域掀起了波澜。它是 15 种元素二维材料之一,被视为一件大事12017 年首次被提及,现在因其在电子和光学领域的特殊性能而备受关注2.

关于 Tellurene 你必须知道的事方面重要信息定义

具有扣状六方结构的碲的二维同素异形体,与其他单元素二维材料相比,表现出独特的各向异性电性能和高环境稳定性。材料高纯碲晶体(5N+)基材:SiO2/硅、云母、PET插层剂:Li、Mg钝化层:h-BN查看房源带隙:0.92-1.18 eV(可调)高载流子迁移率(2,500 cm²/V·s)各向异性导电率:10:1压电系数:110pm/V应用电子产品: 高速场效应晶体管 (FET)、谷电子器件光电: 宽带光电探测器(UV-THz)传感: 分辨率为 0.1% 的应变/压力传感器制造技术机械剥离(透明胶带法)液相剥离(NMP溶剂)化学气相沉积(450-550℃)分子束外延(超高真空条件)挑战环境氧化(TeO2 形成层数相关特性生产成本高(超高真空)有限的大面积合成方​​法

© 2025 Editverse。仅用于教育目的。 碲烯的结构非常有趣。它具有特殊的晶体形状,可以同时做很多事情。这使得它可用于电子产品、传感器和能源设备。2.

波长 XNUMXμm 的 碲烯的性质 非常迷人。最稳定的形式称为 γ 相,非常特殊。它具有独特的能量增益,每个原子约 53 meV1。它还具有惊人的电子特性,其带隙会根据厚度而变化1.

关键精华碲烯是一种具有多功能特性的尖端二维材料它于 2017 年首次被预测,代表了材料科学的重大突破展现出独特的电子、热学和光学特性电子、传感器和能源技术中的潜在应用展现出卓越的结构和电子多功能性Tellurene 是什么?碲烯是一种二维材料,引起了科学家的关注。它与普通碲不同,具有独特的结构和电子特性3.这使得它在电子和半导体领域的应用非常有前景。

了解 Tellurene 的基础碲烯的结构非常迷人。它于 2017 年首次被合成,这是材料科学的一大进步4. 其特殊的螺旋形状使其从其他二维材料中脱颖而出3.

成分和晶体结构碲烯的合成方式复杂而有趣。它具有独特的结构,因为它具有三角晶格5科学家发现了几个重要特征:

宽度为 6 至 10 微米的六角形纳米板3它可以非常薄,从一层到几十纳米5它具有三重对称的螺旋链5特性特点带隙0.35 eV(三角晶型)5运营商移动性高达 10³ cm²V⁻¹s⁻¹3光吸收超过 10⁵ cm⁻¹3离子/电流关断比约10⁵5碲烯的结构是材料科学的重大突破。它为电子和半导体开辟了新的可能性。

碲烯的发现的旅程 碲烯研究 是二维材料科学的重大突破。碲烯是一种纳米材料,引起了全球科学家的关注。它具有独特的电子和结构特性6.

波长 XNUMXμm 的 碲的合成 是材料科学领域的一件大事。2017年,科学家首次制造出这种材料。这一成就为技术进步开辟了新途径6.

Tellurene 开发的关键里程碑材料特性的初步理论预测2017 年首次实验合成电子能带结构表征探索潜在应用突破性研究特点碲烯研究 已经展现出其惊人的品质。它从其他二维材料中脱颖而出。该材料具有:

根据厚度,带隙可在 1.0 eV 至 0.3 eV 之间变化7电子迁移率高,约为 700 cm²/V·s7通过声子色散研究证实动态稳定性7创新检测能力碲烯不仅具有科学意义,在先进传感技术方面也具有巨大潜力。它可以检测少量有害气体,如二氧化氮和一氧化碳。这表明它对环境非常敏感6.

碲烯的发现是纳米材料研究史上的一个关键时刻,为技术创新提供了新的契机。

研究人员仍在研究碲烯。他们正在探索其全部潜力。这有助于我们更好地了解二维材料及其可能的用途6.

碲烯的独特性质碲烯是一种具有惊人特性的突破性二维材料。它在先进材料科学中脱颖而出。随着研究人员对碲烯的探索,其独特特性为新技术带来了希望8.

碲烯是一种复杂而迷人的材料。它在许多科学领域具有非凡的潜力。其特殊特性使其成为先进材料研究的首选。 先进材料研究.

电导率洞察碲烯具有独特的电学性质。它不同于其他二维材料。其电子结构表明 独特的载流子迁移率 具有一些令人惊奇的特征:

可调带隙范围从 0.31 eV(块体)到 1.17 eV(2 层)特定条件下的金属行为高空穴迁移率,理论值达到约 1E5 cm2/Vs8热稳定性碲烯的热性能令人印象深刻。它在不同温度下保持其结构。这使得它非常适合高温电子和能源设备9.

光学特性碲烯的光学特性非常有趣。它可以随着层厚度改变其电子结构。这为光电技术开辟了新的可能性8.

特性特点取值范围带隙直接/间接0.31 – 1.3 电子伏特运营商移动性空穴迁移率高达 1E5 cm2/Vs层依赖性电子结构高度各向异性随着研究人员的了解越来越多,碲烯的用途也越来越广泛。它被视为材料科学和电子学领域的变革者9.

Tellurene 的应用碲烯是一种突破性的材料,在许多领域具有巨大的潜力。 其独特的电子特性 使其非常适合电子、可再生能源和光子学10.

电子和半导体在电子领域,碲烯表现出了惊人的性能。它的场效应迁移率约为 700 cm²·V⁻¹·s⁻¹,开/关比接近 10⁶10. 这使得它成为未来半导体器件的有力候选者11.

可再生能源技术碲烯的特性也有利于可再生能源。 其带隙可以调整 从 0.35 eV 到 1.2 eV,非常适合太阳能电池12。其约 1,300 cm²·V⁻¹·s⁻¹ 的高空穴迁移率增强了其能量转换能力12.

光子学的潜力Tellurene 的光学特性对于光子学来说非常令人兴奋。它表现出色,光电晶体管性能出色,具有:

0.96 μm 波长下的响应度为 1.55 A/W12探测率为 2.2 × 10⁹ 琼斯12光电流各向异性比为 2.912这些特征表明碲烯在红外成像和光通信方面具有潜力12.

碲烯与其他二维材料的比较二维材料领域正在不断发展,碲烯是一个令人兴奋的新成员。要了解碲烯,我们必须将其与其他二维材料进行比较。这种比较显示了其独特的特性和可能的​​用途13.

探索结构和电子特性碲烯具有一些独特的性能,使其脱颖而出。它的杨氏模量约为 27 GPa,可以拉伸 30% 以上而不会断裂13.这些特性使其非常适合新技术。

与石墨烯的比较分析碲烯与石墨烯的比较显示出一些巨大的差异:

碲烯具有独特的电子特性, 可变带隙它的形成能比 MoS2 和硅烯等材料低13它的电子特性会随着应变而变化,使其更加灵活,过渡金属二硫属化物比较碲烯的电子特性随其厚度而变化。带隙从双层 α-Te 的 0.82 eV 到几层 β-Te 的 0.03 eV13.

Tellurene 的独特优势Tellurene 有几个突破性的优势:

它可以承受很大的压力,单向压力可达 -24%13它非常适合制造高性能电子设备它可以通过多种方式改变其电子状态研究人员利用先进的方法发现了碲烯的许多稳定相。这表明它具有广泛的潜在用途14.

使用 Tellurene 的挑战在可靠的合成和制造工艺方面,碲烯研究面临巨大障碍。将这种有前途的材料变成有用的东西是一项艰巨的任务。它涉及解决复杂的科学问题 科学家们仍在研究.

合成和制造障碍制备碲烯充满技术挑战。创建高质量样品有几个关键问题:

有限的可扩展生产方法15制造过程中保持材料完整性的复杂性16电子特性随厚度变化而变化15稳定性和可扩展性问题创造 一贯 制备碲烯样品是一项巨大的挑战。这种材料的载流子迁移率在接近纳米尺度时会大幅下降。这对电子应用来说是一个大问题15.

随着材料变薄,电荷相互作用变得更加局部化。这会影响材料的性能16.

经济考虑制造碲烯的成本是其应用的一大障碍。制造碲烯需要分子束外延和物理气相沉积等先进方法。这些方法需要特殊设备和精确控制16.

这使得生产成本高昂,难以大规模使用碲。

尽管面临这些挑战,碲烯在新技术中的潜力仍让科学家们努力工作15。他们希望解决这些问题并充分发挥碲烯的潜力16.

未来研究方向的领域 碲烯研究 正在快速发展,为科学和技术提供了新的机会。我们对这种二维材料的研究显示了有希望进行更多研究的领域17.

材料科学的创新研究人员正在发现碲烯的令人兴奋的用途。它具有特殊的特性,非常适合新技术:

不同同素异形体的带隙可调性17紫外-可见光区域具有出色的光学各向异性17多种电子特性5潜在的合作跨领域合作是推动碲烯研究发展的关键。可能的合作领域包括:

材料科学与电子工程量子计算发展半导体器件创新对技术发展的影响Tellurene 的用途正在快速增长。最近的研究结果表明,它具有巨大的技术潜力:

迁移率高达 700 cm²/V·s 的场效应晶体管5晶体管器件在空气中保持稳定两个月5纳米级器件制造 使用薄碲片5随着我们了解的深入,碲烯研究为电子和量子技术开辟了新的道路175.

环境考虑因素了解碲烯对环境的影响是关键。这涉及到研究其材料特性及其可持续性。科学家正在研究碲烯等新材料的生态足迹18.

可持续发展格局碲烯的环境特征很复杂。碲是其主要元素,在地壳中非常稀有。碲的含量极少,约为十亿分之一到五分之一。18.

由于其稀有性,难以持续生产碲烯材料。

全球碲产量平均每年 450-470 公吨18主要生产来源包括中国和瑞典的矿床18工业场地附近的碲污染仍然是一个严重的环境问题18回收和生命周期分析了解碲烯的材料特性表明了其在新技术中的潜力。其生命周期分析表明它可以很好地回收利用。这对电子和半导体行业来说是个好消息19.

环境参数碲烯特性厚度范围0.85 nm至53 nm19横向尺寸10-50μm19带隙室温下 0.35 eV19

研究 tellurene 的环境可持续性 正在进行中。其目的是使生产方法更加环保,提高可回收性18.

结论:Tellurene 的未来碲烯研究领域发展迅速,在许多领域都有新用途。碲烯是一种突破性的二维材料,在电子和半导体领域具有巨大潜力 科学探索20.

由于其特殊性质,碲烯在电子领域掀起了巨大的波澜。例如,基于碲的场效应晶体管在室温下的空穴迁移率高达 1370 cm² V⁻¹ s⁻¹。这比我们以前拥有的要好得多20.这可能会改变我们设计和制造半导体的方式。

随着科学家不断研究碲烯,他们发现了更多可以改变技术的方法。其出色的电学和热学特性使其成为未来技术的关键。需要进行更多研究才能将碲烯应用于最新的电子学和光子学21.

碲烯的故事表明材料科学的发展速度有多快。通过更多的研究和团队合作,碲烯可能会带来重大技术突破。我们可以期待未来看到许多令人兴奋的发展。

FAQ碲烯到底是什么?碲烯是一种由碲原子组成的新型二维材料,具有独特的螺旋链结构,不同于块体碲和其他二维材料。

碲烯与石墨烯等其他二维材料有何不同?碲烯具有特殊的螺旋链结构。它具有极好的导电性,并且具有可调的带隙。这使得它非常适合用于先进电子和光电子。

碲烯的主要潜在应用有哪些?碲烯在许多领域都大有可为。它可以用于下一代电子产品、半导体和可再生能源。它也适用于热电设备和先进光子学。

碲烯生产存在哪些挑战?制造高质量的碲烯很难。很难保持其稳定性并扩大生产规模。研究人员正在研究更好的制造方法,例如机械剥离和化学气相沉积。

是什么使得碲烯的电学性能如此独特?碲烯具有极好的导电性和高载流子迁移率。其独特的结构使其非常适合电子和半导体。它可以改进当前的技术。

碲烯对环境可持续吗?科学家们正在研究碲的可持续性。他们正在研究碲的储量以及如何提取它。他们还想了解能源使用和可回收性。

未来针对碲烯的研究方向有哪些?研究人员正在研究改进碲烯的新方法。他们正在研究掺杂、制造异质结构和研究应变。他们还想将其用于下一代电子和量子计算。

在不同条件下碲烯的稳定性如何?碲烯在高温下非常稳定。但科学家仍在对其进行研究。他们想知道它在不同条件下的表现如何,以便进一步改善它的性能。

源链接https://www.mdpi.com/2079-4991/12/14/2503https://link.springer.com/article/10.1007/s11432-023-3938-yhttps://www.opticsjournal.net/Articles/OJf062afe134be3ea9/FullTexthttps://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250114181707.htmhttps://www.nature.com/articles/s41699-022-00293-whttps://www.eedesignit.com/how-tellurene-might-build-the-sensors-of-the-future/https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6722590/https://www.azom.com/news.aspx?newsID=64112https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2020/Q3/purdue-2-dimensional-nanomaterial-shows-promise-for-high-speed-electronics,-quantum-devices-and-defense-tools.htmlhttps://www.nature.com/articles/s41699-023-00433-whttps://engineering.purdue.edu/~yep/Papers/CSR_Tellurene_2018_Final.pdfhttps://www.frontiersin.org/journals/chemistry/articles/10.3389/fchem.2022.1046010/fullhttps://www.mdpi.com/2079-4991/12/5/875https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10140614/https://bioengineer.org/rice-researchers-discover-key-insights-into-tellurene-advancing-next-generation-electronics/https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-020-00427-zhttps://arxiv.org/pdf/2007.13066https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11053935/https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7770852/https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-022-00852-2https://www.frontiersin.org/journals/mechanical-engineering/articles/10.3389/fmech.2022.879561/full

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