In den letzten Jahren gab es unzählige Artikel, Diskussionen und Berichte zum Wundermaterial namens "Graphen" (engl: Graphene). Es gehört zu den härtesten und belastbarsten Materialien der Welt und ist spätestens seit dem Nobelpreis 2010 in aller Munde. Denn aufgrund seiner vielen Vorteile (z.B. sehr flexibel, nahezu transparent, 100-300 Mal stärker als Stahl, sehr guter Wärmeleiter etc.) hat es ein enormes wirtschaftliches Potenzial und könnte in Zukunft für die Herstellung von Solarzellen, Displays und Mikrochips eingesetzt werden.
Phosphoren versus Graphen
Seit einiger Zeit sieht es jedoch so aus, als ob Graphen durch den ungiftigen, schwarzen Phosphor (Phosphoren) Konkurrenz bekommen hat. Welcher genauso wie Graphen eine zweidimensionale Atomschicht besitzt. Allerdings eine wesentliche größere Bandlücke hat als Graphen, was ihn zu einem vielversprechenderen Kandidaten für Nanotransistoren macht. Zudem bescheinigen wissenschaftliche Studien des Trinity College in Dublin unter der Leitung von Jonathan Coleman nun auch die Tauglichkeit von schwarzen Phosphors für die Massenproduktion.
Zusätzlich hat die irische Forschergruppe auch die optischen Eigenschaften des Materials bestimmt. Durch Laserbestrahlungen konnte festgestellt werden, dass Schichten aus schwarzem Phosphor ab einer bestimmten Lichtintensität transparent werden. Daher könnten sich optische Schaltelemente damit realisieren lassen, wobei diese Eigenschaft der "sättigbaren Absorption" noch wesentlich ausgeprägter sei als beim Graphen. (Anmerkung zu sättigbarer Absorption: Ein sättigbarer Absorber ist ein Material, dessen Lichtabsorption mit steigender Intensität sinkt.)
Günstiges Herstellungsverfahren
Schwarzer Phosphor entsteht in der Regel unter hohem Druck (12.000 Bar) und erhöhter Temperatur (200 °C) aus weißem Phosphor. Es gibt jedoch auch hier seit kurzem eine neu entwickelte Methode schwarzes Arsen-Phosphor ohne hohen Druck zu synthetisieren. Was aufgrund der weniger erforderlichen Energie billiger ist. Die Methode entstand in Kooperation der Technischen Universität München (TUM) und der Universität Regensburg, sowie den amerikanischen Universitäten von Südkalifornien (University of Southern California, USC) und Yale.
Wer mehr über die beiden hier genannten Forschungsergebnisse erfahren möchte, findet weitere Informationen dazu unter den in unserer Quellenangabe genannten URLs. Wir können auf jeden Fall gespannt sein, welche innovativen Lösungen uns in den nächsten Jahren mit dem neuen Graphen-Konkurrenten vorgestellt werden.
