journal article·2019-03

Two-dimensional black phosphorus: A new star in energy applications and the barrier to stability

Zhi Guo, Wendong Ding, Xiaowei Liu, Zhenjie Sun, Lin Wei

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Abstract

Abstract Two-dimensional black phosphorus (TDBP) is a highly promising material for use in electronic devices because of its tunable direct band gap, high carrier mobility, and moderate on/off ratio in devices. A concise review of the unique structure and properties of TDBP that determine its feasibility for use in energy devices is introduced. The applications of TDBP in energy conversion/storage devices including transistors, batteries, supercapacitors, and solar cells are also presented. In addition, the ambient degradation behavior of TDBP, including light-induced and water-catalyzed degradation, is of great concern. Degradation and the strategies to avoid it are simultaneously discussed.
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Research context

OpenAlex topics: 2D Materials and Applications · MXene and MAX Phase Materials · Advanced Photocatalysis Techniques

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References (93)

Show source-provided references
1. Avouris · 2017 · 381
2. Houssa · 2016 · vol. 17 · 331
3. Kang · Nature · 2017 · 550 · 22910.1038/nature23905 ↗
4. Mounet · Nat. Nanotechnol. · 2018 · 13 · 24610.1038/s41565-017-0035-5 ↗
5. Chen · Mater. Horiz. · 2018 · 5 · 910.1039/C7MH00557A ↗
6. Chen · 2D Mater. · 2018 · 5 · 01400210.1088/2053-1583/aa8d37 ↗
7. Mannix · Nat. Rev. Chem. · 2017 · 1 · 001410.1038/s41570-016-0014 ↗
8. Wang · Nat. Nanotechnol. · 2015 · 10 · 51710.1038/nnano.2015.71 ↗
9. Xia · Nat. Commun. · 2014 · 5 · 445810.1038/ncomms5458 ↗
10. Li · Nat. Nanotechnol. · 2014 · 9 · 37210.1038/nnano.2014.35 ↗
11. Liu · ACS Nano · 2014 · 8 · 403310.1021/nn501226z ↗
12. Qiu · Nanoscale · 2017 · 9 · 1338410.1039/C7NR03318D ↗
13. Guo · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 170381110.1002/adma.201703811 ↗
14. Dhanabalan · Adv. Sci. · 2017 · 4 · 160030510.1002/advs.201600305 ↗
15. Sun · Angew. Chem. Int. Ed. · 2015 · 54 · 1152610.1002/anie.201506154 ↗
16. Qiu · Chem. Soc. Rev. · 2018 · 47 · 558810.1039/C8CS00342D ↗
17. Huang · Chem. Mater. · 2016 · 28 · 833010.1021/acs.chemmater.6b03592 ↗
18. Zhou · Angew. Chem. Int. Ed. · 2016 · 55 · 1143710.1002/anie.201605168 ↗
19. Ahmed · npj 2D Mater. Appl. · 2017 · 1 · 1810.1038/s41699-017-0023-5 ↗
20. Alsaffar · Sci. Rep. · 2017 · 7 · 4454010.1038/srep44540 ↗
21. Island · 2D Mater. · 2015 · 2 · 01100210.1088/2053-1583/2/1/011002 ↗
22. Hanlon · Nat. Commun. · 2015 · 6 · 856310.1038/ncomms9563 ↗
23. Abellán · J. Am. Chem. Soc. · 2017 · 139 · 1043210.1021/jacs.7b04971 ↗
24. Kim · Sci. Rep. · 2015 · 5 · 898910.1038/srep08989 ↗
25. Zhao · Angew. Chem. · 2016 · 128 · 508710.1002/ange.201512038 ↗
26. Han · J. Phys. Chem. Lett. · 2017 · 8 · 462710.1021/acs.jpclett.7b02153 ↗
27. Late · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2015 · 7 · 585710.1021/am509056b ↗
28. Zhang · J. Phys. Chem. C · 2009 · 113 · 1882310.1021/jp907062n ↗
29. Wu · ACS Nano · 2015 · 9 · 807010.1021/acsnano.5b01922 ↗
30. Hultgren · J. Chem. Phys. · 1935 · 3 · 35110.1063/1.1749671 ↗
31. Lee · Nanomaterials · 2016 · 6 · 19410.3390/nano6110194 ↗
32. Tran · Phys. Rev. B · 2014 · 89 · 817
33. Buscema · Nano Lett. · 2014 · 14 · 334710.1021/nl5008085 ↗
34. Kim · Phys. Rev. Lett. · 2017 · 119 · 22680110.1103/PhysRevLett.119.226801 ↗
35. Lopez-Sanchez · Nat. Nanotechnol. · 2013 · 8 · 49710.1038/nnano.2013.100 ↗
36. Qiao · Nat. Commun. · 2014 · 5 · 447510.1038/ncomms5475 ↗
37. Kim · Science · 2015 · 349 · 72310.1126/science.aaa6486 ↗
38. Wang · Nano Lett. · 2014 · 14 · 642410.1021/nl5029717 ↗
39. Zhang · Angew. Chem. Int. Ed. · 2015 · 54 · 365310.1002/anie.201409400 ↗
40. Viti · APL Mater. · 2017 · 5 · 03560210.1063/1.4979090 ↗
41. Viti · Adv. Mater. · 2015 · 27 · 556710.1002/adma.201502052 ↗
42. Vicarelli · Nat. Mater. · 2012 · 11 · 86510.1038/nmat3417 ↗
43. Viti · Adv. Mater. · 2016 · 28 · 739010.1002/adma.201601736 ↗
44. Schwierz · Nat. Nanotechnol. · 2010 · 5 · 48710.1038/nnano.2010.89 ↗
45. Rout · Sci. Rep. · 2013 · 3 · 328210.1038/srep03282 ↗
46. Rahman · Adv. Funct. Mater. · 2017 · 27 · 160612910.1002/adfm.201606129 ↗
47. Jin · Phys. Rev. B · 2014 · 90 · 04542210.1103/PhysRevB.90.045422 ↗
48. Jariwala · Chem. Mater. · 2016 · 28 · 335210.1021/acs.chemmater.6b00364 ↗
49. Akhtar · npj 2D Mater. Appl. · 2017 · 1 · 510.1038/s41699-017-0007-5 ↗
50. Liu · Chem. Soc. Rev. · 2018 · 47 · 638810.1039/C8CS00318A ↗
51. Abate · Adv. Mater. · 2018 · 30 · 170474910.1002/adma.201704749 ↗
52. Carvalho · Nat. Rev. Mater. · 2016 · 1 · 1606110.1038/natrevmats.2016.61 ↗
53. Novoselov · Proc. Natl. Acad. Sci. USA · 2005 · 102 · 1045110.1073/pnas.0502848102 ↗
54. Xia · Nano Lett. · 2010 · 10 · 71510.1021/nl9039636 ↗
55. Ellis · Appl. Phys. Lett. · 2011 · 99 · 26190810.1063/1.3672219 ↗
56. Radisavljevic · Nat. Nanotechnol. · 2011 · 6 · 14710.1038/nnano.2010.279 ↗
57. Jiang · Angew. Chem. Int. Ed. · 2016 · 55 · 1384910.1002/anie.201607393 ↗
58. Ren · Adv. Energy Mater. · 2017 · 7 · 170039610.1002/aenm.201700396 ↗
59. Tao · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 160327610.1002/adma.201603276 ↗
60. Zhou · Nanoscale · 2018 · 10 · 506010.1039/C7NR08900G ↗
61. Pang · Adv. Energy Mater. · 2017 · 8 · 170209310.1002/aenm.201702093 ↗
62. Ren · J. Mater. Sci. · 2017 · 52 · 1036410.1007/s10853-017-1194-3 ↗
63. Liu · Adv. Mater. · 2018 · 30 · 180029510.1002/adma.201800295 ↗
64. Sun · Nat. Nanotechnol. · 2015 · 10 · 98010.1038/nnano.2015.194 ↗
65. Liu · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 3684910.1021/acsami.7b11599 ↗
66. Wu · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 160296010.1002/adma.201602960 ↗
67. Li · Adv. Energy Mater. · 2017 · 7 · 160184710.1002/aenm.201601847 ↗
68. Yang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 4447810.1021/acsami.7b13572 ↗
69. Li · Mater. Lett. · 2018 · 217 · 9210.1016/j.matlet.2018.01.057 ↗
70. Sun · Angew. Chem. · 2015 · 127 · 1168810.1002/ange.201506154 ↗
71. Dhanabalan · Adv. Opt. Mater. · 2017 · 5 · 170025710.1002/adom.201700257 ↗
72. Liu · Nat. Nanotechnol. · 2018 · 13 · 82810.1038/s41565-018-0178-z ↗
73. Liu · Nano Lett. · 2018 · 18 · 337710.1021/acs.nanolett.8b00155 ↗
74. Huber · Nat. Nanotechnol. · 2017 · 12 · 20710.1038/nnano.2016.261 ↗
75. http://apps.webofknowledge.com/CitationReport.do?product=UA&search_mode=CitationReport&SID=7DvOidRzBy2SP6r3R4b&page=1&cr_pqid=1&viewType=summary.
76. Wang · J. Am. Chem. Soc. · 2018 · 140 · 347410.1021/jacs.8b00719 ↗
77. Hu · Angew. Chem. Int. Ed. · 2017 · 56 · 913110.1002/anie.201705012 ↗
78. Favron · Nat. Mater. · 2015 · 14 · 82610.1038/nmat4299 ↗
79. Walia · 2D Mater. · 2016 · 4 · 01502510.1088/2053-1583/4/1/015025 ↗
80. Doganov · Nat. Commun. · 2015 · 6 · 664710.1038/ncomms7647 ↗
81. Illarionov · ACS Nano · 2016 · 10 · 954310.1021/acsnano.6b04814 ↗
82. Wan · Nanotechnology · 2015 · 26 · 43570210.1088/0957-4484/26/43/435702 ↗
83. Ryder · Nat. Chem. · 2016 · 8 · 59710.1038/nchem.2505 ↗
84. Zhao · Angew. Chem. Int. Ed. · 2016 · 55 · 500310.1002/anie.201512038 ↗
85. Qiu · Proc. Natl. Acad. Sci. USA · 2018 · 115 · 50110.1073/pnas.1714421115 ↗
86. Tang · Small · 2017 · 13 · 170273910.1002/smll.201702739 ↗
87. Yoon · Appl. Microsc. · 2017 · 47 · 17610.9729/AM.2017.47.3.176 ↗
88. Yang · Adv. Mater. · 2016 · 28 · 940810.1002/adma.201603723 ↗
89. Wang · J. Phys. Chem. C · 2018 · 122 · 965410.1021/acs.jpcc.8b01089 ↗
90. Lv · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2018 · 10 · 966310.1021/acsami.7b19169 ↗
91. Lee · Appl. Surf. Sci. · 2017 · 419 · 63710.1016/j.apsusc.2017.04.126 ↗
92. Xing · Nanoscale · 2017 · 9 · 809610.1039/C7NR00663B ↗
93. Politano · Nano Res. · 2016 · 9 · 259810.1007/s12274-016-1146-2 ↗