中國粉體網(wǎng)訊　　黑磷是常見的三種磷同素異形體(紅磷、白磷和黑磷)中,形態(tài)最為穩(wěn)定的一員,。與石墨類似,黑磷的結構使其可以制備二維黑磷晶體,。二維材料的某些性質(zhì)是塊體材料所沒有的,目前石墨烯、二維過渡金屬硫化物都是這個領域的先行者,。單層黑磷優(yōu)異于石墨烯和二維過渡金屬硫化物的性能主要體現(xiàn)在半導體和光電性能,。 

黑磷的制備。 

黑磷將來能否實現(xiàn)在電子學和光子應用很大程度上取決于是否發(fā)展出能夠可靠,、大規(guī)模合成制備二維黑磷的方法,。二維黑磷的制備分為兩部分,首先是塊狀黑磷的制備,其次是二維黑磷的制備。 

獲得高質(zhì)量的二維黑磷是最為關鍵的制備環(huán)節(jié),研究的思路類比于結構相似的石墨烯制備,主要的研究集中于近兩年,。所以二維黑磷的制備仍在研究初步階段,產(chǎn)業(yè)化尚需時日,。目前制備二維黑磷的方法主要有三種:機械剝離法、液相剝離法,、脈沖激光沉積法,其中機械剝離法是最常用的方法,。 

應用領域,。 

2014年以來,黑磷由于其優(yōu)異的性能,開始獲得廣泛關注,甚至被認為能與石墨烯相媲美的二維原子材料。 

二維黑磷最特別的價值體現(xiàn)在它與其他二維材料材料不同的三個方面,。 

(1)光學性質(zhì)方面:研究顯示,黑磷在近紅外以及中紅外光電器件領域,如光探測器,、調(diào)制解調(diào)器、發(fā)光二極管,有應用潛力,。此外,單層的黑磷光響應波段能夠包含較廣的范圍,并且能夠和電磁波發(fā)生強烈的相互作用,能夠在醫(yī)藥,、國防、通信,、夜視,、熱成像技術和近紅外、中紅外以及可見光區(qū)的光通信等領域有重要應用,。 

(2)電學性質(zhì)方面:黑磷具有較高的遷移率/開關比,使其能應用到石墨烯力所不及的場效應晶體管中,。目前,第一代的高速黑磷晶體管受益于黑磷獨特的帶隙性質(zhì)帶來的良好電流飽和性能,在電壓和功率增益上顯示出優(yōu)越的電子輻射頻率。未來預期在納米電子學器件會有更大的應用,。 

(3)平面內(nèi)各向異性:黑磷最獨特的性質(zhì)是平面內(nèi)很強的各向異性,其正交晶系的D2h點群中,沿著縱向的鋸齒型的有效載流子是沿著橫向結構的十倍,。這一性質(zhì)使得黑磷用于設計新型的電子學和光子學器件成為可能,新的研究方向已在探索中。目前,研究者已經(jīng)開始探索黑磷等離子器件外加光電子的獨特偏振性質(zhì),以及在熱電器件上的應用,。