Fundamental Insights into the Degradation and Stabilization of Thin Layer Black Phosphorus

Abstract

Herein, we have developed a systematic study on the oxidation and passivation of mechanically exfoliated black phosphorus (BP). We analyzed the strong anisotropic behavior of BP by scanning Raman microscopy providing an accurate method for monitoring the oxidation of BP via statistical Raman spectroscopy. Furthermore, different factors influencing the environmental instability of the BP, i.e., thickness, lateral dimensions or visible light illumination, have been investigated in detail. Finally, we discovered that the degradation of few-layer BP flakes of <10 nm can be suppressed for months by using ionic liquids, paving the way for the development of BP-based technologies.

Exploring the Formation of Black Phosphorus Intercalation Compounds with Alkali Metals

“…The three visible Raman active modes of pristine BP are colored blue (A 1 g ), red (B 2g ), and green (A 2 g ), respectively, in Figure 2 a. The Raman active modes that are invisible, that is, too weak, are indicated as dotted lines in Figure 2 a 39. For the intercalation compounds coloring of the sticks in Figure 2 a indicates similarity to the corresponding BP mode, violet can be viewed as mixture of the BP A 1 g and B 2g modes, black indicates other modes.…”

Post‐Graphene 2D Chemistry: The Emerging Field of Molybdenum Disulfide and Black Phosphorus Functionalization

“…Only recently, a first series of non‐covalent31f, 35a,35b and covalent31g,31i functionalization protocols have been introduced. Why is the exploration of the chemistry of BP so important?…”

Gitteröffnung durch reduktive kovalente Volumen‐Funktionalisierung von schwarzem Phosphor

“…[1][2][3][4][5][6][7][8][9] Im Unterschied zu Graphen besteht BP aus gewellten Schichten, die ausschließlich aus einem 2D-s-System gebildet werden und in denen jedes P-Atom ein freies Elektronenpaar aufweist. [13][14][15][16][17] Abgesehen von diesen Ansätzen gilt die kovalente Funktionalisierung der Oberfläche als eines der vielversprechendsten Konzepte zur Modifizierung der chemischen und physikalischen Eigenschaften von 2D-Nanomaterialien. [10][11][12] Mittlerweile wurde eine erste Reihe von Vorschriften zur nicht-kovalenten Funktionalisierung verçffentlicht, die hauptsächlich darauf abzielen, die Instabilitätv on BP gegen Wasser und Sauerstoff zu verbessern.…”

“…[31,13] Wirh aben die Reaktion sowohl mit Na-und K-BPICs als auch mit Iodmethan und Iodhexan getestet. [31,13] Wirh aben die Reaktion sowohl mit Na-und K-BPICs als auch mit Iodmethan und Iodhexan getestet.…”

“…Durche ffektive reduktive Aktivierung wurde die kovalente Funktionalisierung des geladenen BP mit Alkylhalogeniden erreicht. [13][14][15][16][17] Abgesehen von diesen Ansätzen gilt die kovalente Funktionalisierung der Oberfläche als eines der vielversprechendsten Konzepte zur Modifizierung der chemischen und physikalischen Eigenschaften von 2D-Nanomaterialien. [1][2][3][4][5][6][7][8][9] Im Unterschied zu Graphen besteht BP aus gewellten Schichten, die ausschließlich aus einem 2D-s-System gebildet werden und in denen jedes P-Atom ein freies Elektronenpaar aufweist.…”