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Alpha Lead Oxide (α‐PbO): A New 2D Material with Visible Light Sensitivity
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2018-02-12 , DOI: 10.1002/smll.201703346 Prashant Kumar 1, 2, 3 , Jing Liu 1, 4, 5, 6 , Pranay Ranjan 3 , Yaowu Hu 1, 2, 7, 8 , Sharma SRKC Yamijala 9, 10 , Swapan K. Pati 11 , Joseph Irudayaraj 1, 4, 5, 12 , Gary J. Cheng 1, 2, 7
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2018-02-12 , DOI: 10.1002/smll.201703346 Prashant Kumar 1, 2, 3 , Jing Liu 1, 4, 5, 6 , Pranay Ranjan 3 , Yaowu Hu 1, 2, 7, 8 , Sharma SRKC Yamijala 9, 10 , Swapan K. Pati 11 , Joseph Irudayaraj 1, 4, 5, 12 , Gary J. Cheng 1, 2, 7
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Even though transition metal dichalcogenides (TMDCs) are deemed to be novel photonic and optoelectronic 2D materials, the visible band gap being often limited to monolayer, hampers their potential in niche applications due to fabrication challenges. Uncontrollable defects and degraded functionalities at elevated temperature and under extreme environments further restrict their prospects. To address such limitations, the discovery of a new 2D material, α‐PbO is reported. Micromechanical as well as sonochemical exfoliation of 2D atomic sheets of α‐PbO are demonstrated and its optical behavior is investigated. Spectroscopic investigations indicate layer dependent band gaps. In particular, even multilayered PbO sheets exhibit visible band gap > 2 eV (direct) which is rare among semiconducting 2D materials. The emission lifetime of multilayer PbO atomic sheets is 7 ns (dim light) as compared to the monolayer which gives 2.5 ns lifetime and an intense light. Density functional theory calculations of layer dependent band structure of α‐PbO matches well with experimental results. Experimental findings suggest that PbO atomic sheets exhibit hydrophobic nature, thermal robustness, microwave stability, anti‐corrosive behaviour and acid resistance. This new low‐cost, abundant and robust 2D material is expected to find many applications in the fields of electronics, optoelectronics, sensors, photocatalysis and energy storage.
中文翻译：
Alpha氧化铅（α‐PbO）：一种新型2D材料，具有可见光敏感度
尽管过渡金属二硫化碳（TMDC）被认为是新颖的光子和光电2D材料，但可见带隙通常限于单层，但由于制造挑战，阻碍了它们在细分市场中的潜力。在高温和极端环境下无法控制的缺陷和功能退化进一步限制了它们的前景。为了解决这些局限性，据报道发现了一种新的2D材料α-PbO。演示了α-PbO二维原子片的微机械剥离和声化学剥离，并研究了其光学行为。光谱学研究表明与层有关的带隙。特别是，即使是多层的PbO片材，其可见带隙也大于2 eV（直接），这在半导体2D材料中很少见。与单层相比，多层PbO原子片的发射寿命为7 ns（昏暗的光），而单层则具有2.5 ns的寿命和强光。α-PbO的层相关能带结构的密度泛函理论计算与实验结果非常吻合。实验结果表明，PbO原子片具有疏水性，热稳定性，微波稳定性，抗腐蚀性能和耐酸性。这种新型的低成本，丰富且坚固的2D材料有望在电子，光电，传感器，光催化和能量存储领域中找到许多应用。实验结果表明，PbO原子片具有疏水性，热稳定性，微波稳定性，抗腐蚀性能和耐酸性。这种新型的低成本，丰富且坚固的2D材料有望在电子，光电，传感器，光催化和能量存储领域中找到许多应用。实验结果表明，PbO原子片具有疏水性，热稳定性，微波稳定性，抗腐蚀性能和耐酸性。这种新型的低成本，丰富且坚固的2D材料有望在电子，光电，传感器，光催化和能量存储领域中找到许多应用。
更新日期：2018-02-12
中文翻译：
Alpha氧化铅（α‐PbO）：一种新型2D材料，具有可见光敏感度
尽管过渡金属二硫化碳（TMDC）被认为是新颖的光子和光电2D材料，但可见带隙通常限于单层，但由于制造挑战，阻碍了它们在细分市场中的潜力。在高温和极端环境下无法控制的缺陷和功能退化进一步限制了它们的前景。为了解决这些局限性，据报道发现了一种新的2D材料α-PbO。演示了α-PbO二维原子片的微机械剥离和声化学剥离，并研究了其光学行为。光谱学研究表明与层有关的带隙。特别是，即使是多层的PbO片材，其可见带隙也大于2 eV（直接），这在半导体2D材料中很少见。与单层相比，多层PbO原子片的发射寿命为7 ns（昏暗的光），而单层则具有2.5 ns的寿命和强光。α-PbO的层相关能带结构的密度泛函理论计算与实验结果非常吻合。实验结果表明，PbO原子片具有疏水性，热稳定性，微波稳定性，抗腐蚀性能和耐酸性。这种新型的低成本，丰富且坚固的2D材料有望在电子，光电，传感器，光催化和能量存储领域中找到许多应用。实验结果表明，PbO原子片具有疏水性，热稳定性，微波稳定性，抗腐蚀性能和耐酸性。这种新型的低成本，丰富且坚固的2D材料有望在电子，光电，传感器，光催化和能量存储领域中找到许多应用。实验结果表明，PbO原子片具有疏水性，热稳定性，微波稳定性，抗腐蚀性能和耐酸性。这种新型的低成本，丰富且坚固的2D材料有望在电子，光电，传感器，光催化和能量存储领域中找到许多应用。
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