Phosphorene
ರಂಜಕವು ರಂಜಕವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಇದು ಕಪ್ಪು ರಂಜಕದ ಒಂದೇ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ರಂಜಕದ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದ ಅಲೋಟ್ರೋಪ್ ಆಗಿದೆ. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ (ಏಕ ಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್) ಗೆ ಹೋಲುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ, ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ಗೆ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಯಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಶೂನ್ಯವಲ್ಲದ ಮೂಲಭೂತ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು ಅದನ್ನು ಒತ್ತಡದಿಂದ ಮತ್ತು ಸ್ಟ್ಯಾಕ್ನಲ್ಲಿನ ಪದರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯಿಂದ ಸಮನ್ವಯಗೊಳಿಸಬಹುದು. 2014ರಲ್ಲಿ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಕ್ಸ್ಫೋಲಿಯೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಯಿತು. ದ್ರವರೂಪದ ಎಕ್ಸ್ಫೋಲಿಯೇಷನ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. 1914 ರಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ರಂಜಕವನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ರಂಜಕದ ಪದರದ, ಅರೆವಾಹಕ ಅಲೋಟ್ರೋಪ್ ಆಗಿದೆ. ಈ ಅಲೋಟ್ರೋಪ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕ ಚಲನಶೀಲತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. 2014ರಲ್ಲಿ, ಹಲವಾರು ಗುಂಪುಗಳು ಕಪ್ಪು ರಂಜಕದ ಏಕ ಪದರವಾದ ಏಕ-ಪದರದ ರಂಜಕವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದವು. ಅದರ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರದಿಂದಾಗಿ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಅದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದಾಗಿ ಇದು ಹೊಸ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆಯಿತು, ಇದನ್ನು ಅದರ ದಪ್ಪ, ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಫೋಟೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ವಾಹಕ ಚಲನಶೀಲತೆಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಬಹುದು. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸೀಳನ್ನು ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು, ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. 2023ರಲ್ಲಿ, ಆರ್ಸೆನಿಕ್-ಫೋಸ್ಪೊರೀನ್ನ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು ಶುದ್ಧ ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಂಧ್ರದ ಚಲನಶೀಲತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು ಮತ್ತು ಅವು ಕಾಂತೀಯವೂ ಆಗಿದ್ದವು. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಮಾರ್ಗಗಳಿವೆಃ ಸ್ಕಾಚ್-ಟೇಪ್-ಆಧಾರಿತ ಮೈಕ್ರೊಕ್ಲೀವೇಜ್ ಮತ್ತು ದ್ರವ ಎಕ್ಸ್ಫೋಲಿಯೇಷನ್, ಆದರೆ ಹಲವಾರು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸಹ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಚ್ಚಣೆಯಿಂದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯೂ ವರದಿಯಾಗಿದೆ. ಸ್ಕಾಚ್-ಟೇಪ್-ಆಧಾರಿತ ಮೈಕ್ರೊಕ್ಲಿವಾಜ್ನಲ್ಲಿ, ಸ್ಕಾಚ್-ಟೇಪ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕಪ್ಪು ರಂಜಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ದೊಡ್ಡ ಭಾಗದಿಂದ ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ ಅನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅನ್ನು ಸಿ/ಸಿಒ2 ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಅಸಿಟೋನ್, ಐಸೊಪ್ರೊಪಿಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಮತ್ತು ಮೆಥನಾಲ್ನಿಂದ ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸಿ ಯಾವುದೇ ಸ್ಕಾಚ್ ಟೇಪ್ ಅವಶೇಷಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ದ್ರಾವಕದ ಶೇಷವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಮಾದರಿಯನ್ನು 180 °C ಗೆ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವ ಎಕ್ಸ್ಫೋಲಿಯೇಷನ್ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, ಮೊದಲು ಬ್ರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. 2014 ರಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಇತರರಿಂದ ಮಾರ್ಪಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟ, ಬೃಹತ್ ಕಪ್ಪು ರಂಜಕವನ್ನು ಮೊದಲು ಗಾರೆ ಮತ್ತು ಕೆಸರಿನಲ್ಲಿ ಪುಡಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ನಾನದ ಸೋನಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಜಡ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಎನ್ಎಂಪಿಯಂತಹ ನಿರ್ಜಲೀಕರಣಗೊಂಡ, ನಿರ್ಜಲೀಕರಣಗೊಂಡ ಸಾವಯವ ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿ ಸೋನಿಕೇಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಎಲೆಗಳಿಲ್ಲದ ಕಪ್ಪು ರಂಜಕವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ತೂಗುಹಾಕುವಿಕೆಯನ್ನು 30 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 2ಡಿ ಮೊನೊಲೇಯರ್ ಮತ್ತು ಕೆಲವು-ಪದರದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅನ್ನು ಆಮ್ಲರಹಿತ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಗಾಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ದ್ರವ ಎಕ್ಸ್ಫೋಲಿಯೇಷನ್ನ ಮತ್ತೊಂದು ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ "ಮೂಲ ಎನ್-ಮೀಥೈಲ್-2-ಪೈರೋಲಿಡೋನ್ (ಎನ್ಎಂಪಿ) ದ್ರವ ಎಕ್ಸ್ಫೋಲಿಯೇಷನ್". ಬೃಹತ್ ಪ್ರಮಾಣದ ಕಪ್ಪು ರಂಜಕವನ್ನು ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ NaOH/NMP ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ದ್ರವ ಎಕ್ಸ್ಫೋಲಿಯೇಷನ್ ನಡೆಸಲು 4 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಸೋನಿಕ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರಾವಣವನ್ನು ನಂತರ ಎರಡು ಬಾರಿ ಕೇಂದ್ರಾಪಗಾಮಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮೊದಲು 10 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಯಾವುದೇ ಎಲೆಗಳಿಲ್ಲದ ಕಪ್ಪು ರಂಜಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಮತ್ತು ನಂತರ 20 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಎನ್. ಎಂ. ಪಿ ಯಿಂದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ (<ಐ. ಡಿ. 1> ಪದರಗಳು) ದಪ್ಪ ಪದರಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರಗಳನ್ನು (1-7 ಪದರಗಳು) ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಸೂಪರ್ನೇಟಂಟ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ 20 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಕೇಂದ್ರಾಪಗಾಮಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರಾಪಸಾರದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಅವಕ್ಷೇಪವನ್ನು ನಂತರ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮರುಹಂಚಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ ನೀರಿನಿಂದ ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ತೊಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್/ನೀರಿನ ದ್ರಾವಣವನ್ನು 280-nm SiO2 ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೇಲೆ ಬೀಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ಒಣಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎನ್. ಎಂ. ಪಿ. ದ್ರವ ಎಕ್ಸ್ಫೋಲಿಯೇಷನ್ ವಿಧಾನವು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಪದರದ ಸಂಖ್ಯೆ, ಅತ್ಯುತ್ತಮ ನೀರಿನ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಳುವರಿಯೊಂದಿಗೆ ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿಧಾನಗಳ ಅನನುಕೂಲವೆಂದರೆ ದೀರ್ಘ ಸೋನಿಕೇಶನ್ ಸಮಯ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು ದ್ರಾವಕಗಳು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ದಕ್ಷತೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ದ್ರವ ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆಯ ಇತರ ಭೌತಿಕ ವಿಧಾನಗಳು ಇನ್ನೂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಹಂತದಲ್ಲಿವೆ. ಝೆಂಗ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಲೇಸರ್-ನೆರವಿನ ವಿಧಾನವು 5 ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ 90 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಭರವಸೆಯ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಿತು. ಲೇಸರ್ ಫೋಟಾನ್ ಬೃಹತ್ ಕಪ್ಪು ರಂಜಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮತ್ತು ದ್ರಾವಕ ಗುಳ್ಳೆಗಳು ಅಂತರ ಪದರದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ. ಲೇಸರ್ ಶಕ್ತಿ, ದ್ರಾವಕವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ (ಎಥೆನಾಲ್, ಮೆಥನಾಲ್, ಹೆಕ್ಸೇನ್, ಇತ್ಯಾದಿ) ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಫಾಸ್ಪೋರಿನ್ನ ಪದರದ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಪಾರ್ಶ್ವದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಯಿತು. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಳುವರಿಯ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ದ್ರಾವಕಗಳಲ್ಲಿನ ಅನೇಕ ಗುಂಪುಗಳು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿವೆ, ಆದರೆ ಈ ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು, ಈ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ನಿಂತಿರುವ ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್ಗಳನ್ನು ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ದ್ರಾವಕಗಳಲ್ಲಿ ಠೇವಣಿ ಇಡುವುದು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಎಚ್. ಕೌರ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಲ್ಯಾಂಗ್ಮುಯಿರ್-ಬ್ಲಾಡ್ಜೆಟ್ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕೆಲವು ಪದರಗಳ ಅರೆವಾಹಕ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ, ಅಂತರಸಂಪರ್ಕ-ಚಾಲಿತ ಜೋಡಣೆ ಮತ್ತು ನಂತರದ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಯಿತು. ಇದು ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ನ್ಯಾನೊಶೀಟ್ಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಆಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಜೋಡಿಸುವ ಮತ್ತು ತರುವಾಯ ಈ ಹಾಳೆಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಸವಾಲಿಗೆ ನೇರವಾದ ಮತ್ತು ಬಹುಮುಖ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಮೊದಲ ಅಧ್ಯಯನವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಲ್ಯಾಂಗ್ಮುಯಿರ್-ಬ್ಲಾಡ್ಜೆಟ್ನಂತಹ ಆರ್ದ್ರ ಜೋಡಣೆ ತಂತ್ರಗಳು ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಮತ್ತು ಇತರ 2ಡಿ ಪದರದ ಅಜೈವಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟೋ-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಪರಿಶೋಧನೆಗೆ ಬಹಳ ಮೌಲ್ಯಯುತವಾದ ಹೊಸ ಪ್ರವೇಶ ಬಿಂದುವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಕಪ್ಪು ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಸ್ಥಿರತೆಯು ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಂವೇದನಾಶೀಲವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, 2ಡಿ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಆಗಿ ಬೆಳೆಸುವುದು ಇನ್ನೂ ಒಂದು ಸವಾಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ಗಳ ಮೂಲಕ ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ರಚನೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಅಥವಾ ಅಯಾನಿಕ್ ಬಂಧಗಳ ಬದಲಿಗೆ ವ್ಯಾನ್ ಡರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಪಡೆಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹಿಡಿದಿರುವ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪದರಗಳಿಂದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ 2ಡಿ ವಸ್ತುಗಳು ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ರಂಜಕ ಪರಮಾಣುವಿನ 3p ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಐದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿವೆ, ಹೀಗಾಗಿ, ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ ರಚನೆಯೊಳಗೆ ರಂಜಕ ಪರಮಾಣುವಿನ sp3 ಸಂಕರೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಏಕ ಪದರದ ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ ಚತುರ್ಭುಜ ಪಿರಮಿಡ್ನ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಪಿ ಪರಮಾಣುವಿನ ಮೂರು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇತರ ಮೂರು ಪಿ ಪರಮಾಣುಗಳೊಂದಿಗೆ 2.18 Å ನಲ್ಲಿ ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಆಗಿ ಒಂದು ಏಕೈಕ ಜೋಡಿಯನ್ನು ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಎರಡು ರಂಜಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಪದರದ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೊಂದು 99° ಅಂತರದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮೂರನೆಯ ರಂಜಕವು ಪದರಗಳ ನಡುವೆ 103° ಅಂತರದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಸರಾಸರಿ 102° ಕೋನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸಿದ್ಧಾಂತದ (ಡಿ. ಎಫ್. ಟಿ) ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ರಂಜಕವು ಜೇನುಗೂಡಿನ ಜಾಲರಿಯ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರಚನಾತ್ಮಕ ರೇಖೆಗಳ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಸ್ಪಷ್ಟತೆ ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಕಪ್ಪು ರಂಜಕದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಸಮಪಾರ್ಶ್ವದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಕಪ್ಪು ರಂಜಕದ ಅನಿಸೋಟ್ರೋಪಿಕ್ ಸಂಕೋಚನಶೀಲತೆಯು ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ತರುವಾಯ, ವ್ಯಾನ್ ಡರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಬಂಧವನ್ನು z-ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ x-y ಸಮತಲದಾದ್ಯಂತ ಸಂಕೋಚನಶೀಲತೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದೆ. ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಕೇಂದ್ರಾಪಗಾಮಿ ವೇಗವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ವಸ್ತುವಿನ ದಪ್ಪವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ 18000 ಆರ್ಪಿಎಂನಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರಾಪಗಾಮಿ ಮಾಡುವಿಕೆಯು 210 ಎನ್ಎಂ ಸರಾಸರಿ ವ್ಯಾಸ ಮತ್ತು 2.8 ± 1.5 ಎನ್ಎಂ (2-7 ಪದರಗಳು) ದಪ್ಪದೊಂದಿಗೆ ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರ ಮತ್ತು ವಾಹಕತೆ ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ ದಪ್ಪವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ನೇರ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಏಕ ಪದರದಲ್ಲಿ 1.88 eV ಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಬೃಹತ್ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ 0.3 eV ಆಗಿದೆ. ಏಕ-ಪದರದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರದ ಮೌಲ್ಯದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳವು ವೇಲೆನ್ಸ್ನ ಮೇಲ್ಭಾಗ ಮತ್ತು ಕಂಡಕ್ಷನ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ನ ಕೆಳಭಾಗದ ಬಳಿ ಇಂಟರ್ಲೇಯರ್ ಸಂಕರೀಕರಣದ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸುಮಾರು 1.45 ಇ. ವಿ. ಯಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುವ ಒಂದು ಉಚ್ಚರಿಸಲಾಗುವ ಶಿಖರವು ಬೃಹತ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಂದ ಕೆಲವು ಅಥವಾ ಏಕ-ಪದರದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರದ ರಚನೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ದುರ್ಬಲ ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ, ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅಂಚಿನ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ಮುಕ್ತಾಯದೊಂದಿಗೆ ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ಪುನರ್ನಿರ್ಮಾಣವು ಸಂಭವಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಸುಲಭ, ಇದು ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅಂಚನ್ನು ಲೋಹದಿಂದ ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯ ಸ್ಥಿರತೆ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅನನುಕೂಲವೆಂದರೆ ಅದರ ಸೀಮಿತ ವಾಯು-ಸ್ಥಿರತೆ. ಹೈಗ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ರಂಜಕದಿಂದ ಕೂಡಿದ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೇಲ್ಮೈ-ಗಾತ್ರದ ಅನುಪಾತದೊಂದಿಗೆ, ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ ನೀರಿನ ಆವಿ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನ ಸಹಾಯದಿಂದ ಗಂಟೆಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯೊಳಗೆ ಕ್ಷೀಣಿಸುತ್ತದೆ. ಅವನತಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ, ಫಾಸ್ಫೊರೀನ್ (ಘನ) ಆಮ್ಲಜನಕ/ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಹಂತದ ಆಮ್ಲ 'ಗುಳ್ಳೆಗಳನ್ನು' ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಆವಿಯಾಗಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕಣ್ಮರೆಯಾಗುತ್ತದೆ (ಎಸ್-ಬಿ-ವಿ ಅವನತಿ) ಮತ್ತು ಒಟ್ಟಾರೆ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವಿಕ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸಂಶೋಧಕರು ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್-ಆಧಾರಿತ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ 1 ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್ ಚಾನೆಲ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 2ರಿಂದ 20 ಎನ್ಎಂನಷ್ಟು ದಪ್ಪವಿರುವ ಕೆಲವು ಪದರದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಿರುವ ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿರೋಧದ ಇಳಿಕೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಪಿ-ರೀತಿಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ಡ್ರೈನ್ ಬಯಾಸ್ನಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಲೀನಿಯರ್ ಐ-ವಿ ಸಂಬಂಧವು ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್/ಲೋಹದ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಸಂಪರ್ಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಡ್ರೈನ್ ಬಯಾಸ್ ಮೌಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಪ್ರವಾಹ ಶುದ್ಧತ್ವವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬೃಹತ್ ಕಪ್ಪು ರಂಜಕಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಕೆಲವು-ಪದರದ ರಂಜಕದಲ್ಲಿ ಚಲನಶೀಲತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್-ಆಧಾರಿತ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಕ್ಷೇತ್ರ-ಪರಿಣಾಮದ ಚಲನಶೀಲತೆಯು ಬಲವಾದ ದಪ್ಪದ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸುಮಾರು 5 ಎನ್ಎಂನಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕದ ದಪ್ಪದ ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಧನದ ಅವನತಿ ಮತ್ತು ವೈಫಲ್ಯವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ಪರಮಾಣು ಪದರ ಶೇಖರಣೆ (ಎಎಲ್ಡಿ) ಅವಾಹಕ ಪದರ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪಾಲಿಮರ್ ಅನ್ನು ಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಷನ್ ಪದರಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಸಾಧನಗಳು ಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಷನ್ ಪದರದೊಂದಿಗೆ ವಾರಗಳವರೆಗೆ ತಮ್ಮ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಸುತ್ತುವರಿದ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಒಂದು ವಾರದೊಳಗೆ ಸಾಧನದ ವೈಫಲ್ಯವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಂತಹ ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಅನ್ನು ಭರವಸೆಯ ಆನೋಡ್ ವಸ್ತು ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇಂಟರ್ಲೇಯರ್ ಸ್ಥಳವು ಲಿಥಿಯಂ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಪದರದ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಪಾರ್ಶ್ವದ ಗಾತ್ರವು ಆನೋಡ್ನ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಇನ್ವರ್ಟರ್ ಸಂಶೋಧಕರು ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಪಿ. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಎಂ. ಓ. ಎಸ್. 2 ಎನ್. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಿ. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್ ಇನ್ವರ್ಟರ್ (ಲಾಜಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್) ಅನ್ನು ಸಹ ನಿರ್ಮಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಸಂಭಾವ್ಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಹೊಸ ಚಾನೆಲ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಅರೆವಾಹಕ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಏಕೀಕರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇನ್ವರ್ಟರ್ನಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು 1 ವಿ ಎಂದು ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್-10 ರಿಂದ-2 ವಿ ವರೆಗಿನ ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯೊಳಗೆ ವಿ. ಡಿ. ಡಿ ಯಿಂದ 0 ಗೆ ಸ್ಪಷ್ಟ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸೌರ-ಕೋಶ ದಾನಿ ವಸ್ತು (ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್) ಸೌರ-ಕೋಶ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಮಿಶ್ರ ದ್ವಿಪದರದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ನ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಸಹ ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಯಿತು. ಆದರ್ಶ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಉನ್ನತ ಯಾಂತ್ರಿಕ ನಮ್ಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅದರ ಅತಿ ತೆಳುವಾದ ಸ್ವಭಾವದಿಂದಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ನ್ಯಾನೊ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಫ್ಲೆಕ್ಸಿಬಲ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಾದ ಫಾಸ್ಫೋರೇನ್ ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಯಾಗಿದೆ. ಸಂಶೋಧಕರು ಕೆಲವು-ಪದರದ ರಂಜಕದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಎಂ ಡಿಮೋಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ~ 310 ಸೆಂ. ಮೀ. 2/ವಿಎಸ್ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದ ವಾಹಕ ಚಲನಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ಬಲವಾದ ಪ್ರವಾಹ ಶುದ್ಧತ್ವದೊಂದಿಗೆ ವರ್ಧಿತ ಎಎಂ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಸಾರಿಗೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಡಿಜಿಟಲ್ ಇನ್ವರ್ಟರ್, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಮತ್ತು ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಡಬಲರ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಮೂಲಭೂತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಸಾಕಾರಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ನ್ಯಾನೊ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ 20 ಗಿಗಾಹರ್ಟ್ಜ್ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಂತರಿಕ ಕಡಿತ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ರೇಡಿಯೋ ಆವರ್ತನ (ಆರ್ಎಫ್) ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ. ಬೋರೊಫೀನ್ ಜರ್ಮನೀನ್ ಗ್ರಾಫೀನ್ ಸಿಲಿಸೀನ್ ಸ್ಟಾನೀನ್ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ರಂಜಕ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಮೊನೊಲೇಯರ್ಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ.