因為能隙的存在黑磷完全可以取代石墨烯

/因為“能隙”的存在,黑磷完全可以取代石墨烯縱觀所有二維材料，雖然每種材料都能找出各自的應(yīng)用場景,但是毫無疑問的是,黑磷是所有新型二維材料中，有潛力的一個，為什么這么說呢?導(dǎo)體和絕緣體都是常見的物質(zhì)，然而改變世界的卻是半導(dǎo)體，黑磷在半導(dǎo)體上的潛力遠(yuǎn)超乎人們的想象。要說黑磷這種材料是什么,還要從化學(xué)史上開始追溯，發(fā)現(xiàn)磷元素的人是一個德國漢堡名叫波蘭特的商人,他是一個相信煉金術(shù)的人，由于他曾聽說在尿里可以制得黃金，于是抱著發(fā)財?shù)哪康?，用尿做了大量的實?166９年，他在一次試驗中，意外的得到了一種十分美麗的物質(zhì)，它白色質(zhì)軟,能在黑暗中放出閃爍的亮光。這就是現(xiàn)在稱為白磷的物質(zhì)。在科學(xué)家認(rèn)識到磷這種元素之后，就陸陸續(xù)續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些磷的同素異形體，這些同素異形體都由顏色命名，像紅磷、黑磷、紫磷.他們都是由磷元素組成的，但是都有各自的結(jié)構(gòu)和特點.在石墨烯發(fā)現(xiàn)之后，在研究人員觀察到黑磷是由層狀堆積的時候，他們就很自然的聯(lián)想到了石墨與石墨烯,并嘗試將單層黑磷剝離出來。研究者開始采用的和石墨烯類似的機械剝離的辦法，成功的得到了單層的黑磷。塊狀的黑磷因其導(dǎo)電能力被稱為「金屬磷」。單層的黑磷被分離出來后,研究人員發(fā)現(xiàn)黑磷具有比石墨烯有更強的潛力,原因就在于黑磷中有能隙存在。能隙在固態(tài)物理學(xué)中泛指半導(dǎo)體或者是絕緣體的價帶頂端傳遞至的傳導(dǎo)帶低端的能量差距，這么說的話，大家可能不懂。簡單來說的話,能隙就相當(dāng)一個開光，開關(guān)打開，黑磷就是導(dǎo)體；開關(guān)關(guān)閉，黑磷就是絕緣體。那這個開關(guān)是由什么來控制的呢？能量.能隙的存在,讓黑磷成為了一種半導(dǎo)體材料.復(fù)旦大學(xué)的張遠(yuǎn)波課題組曾利用黑磷制備出了場效應(yīng)晶體管,他們指出這個場效應(yīng)晶體管有望替代傳統(tǒng)的硅，成為電子線路的基本材料。黑磷的能隙還可以通過黑磷層數(shù)進(jìn)行微調(diào),凱斯西儲大學(xué)電氣工程學(xué)院的助理教授馮?菲利普(PhiliｐＦｅng）解釋道，其能隙電壓可以控制在0。3-2。０電子伏特范圍內(nèi)。這個范圍幾乎涵蓋了目前發(fā)現(xiàn)所有二維材料的能隙電壓，使得黑磷可以成為不同二維材料能隙的鏈接橋梁。能隙除了具備以上功用，還能對材料的光電特性產(chǎn)生影響?？茖W(xué)家也對黑磷的光電能力做了研究，其能隙范圍意味著它可以吸收0.６到4．0微米波長的電磁波，也就是從可見光到紅外區(qū)間的光線都可以吸收.這個吸收光譜是黑磷在光相關(guān)的傳感器中應(yīng)用的關(guān)鍵?？茖W(xué)家制作了一個基于黑磷的光線探測器，這個光線探測器每秒能夠轉(zhuǎn)換30億比特的光信號，實驗結(jié)果十分驚人。黑磷在光電方面也取得了其他進(jìn)展，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員喻學(xué)鋒課題組與深圳大學(xué)教授張晗課題組合作,在黑磷量子點的制備及超快光子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域獲得了些研究成果.該課題組開發(fā)出了能夠大規(guī)模制備黑磷量子點的方法，有望拓展了黑磷在光點領(lǐng)域的應(yīng)用。黑磷這種材料還具有各向異性。各向異性很容易理解,即材料在不同方向的性能是有差異的。這個特點常見的應(yīng)用就是液晶-就是大家熟知的液晶顯示器中的材料。在二維材料的大家族中，各向異性是非常罕見的特點，更加彰顯了黑磷的與眾不同。研究者發(fā)現(xiàn)了黑磷的各向異性對機械振動性能的影響，利用這個特點可以設(shè)計出新式的電子元件和信號處理設(shè)備.集上述特點于一身，黑磷理所當(dāng)然地成為了研究者的新焦點,在幾年的時間蓬勃發(fā)展。先進(jìn)納米材料制造商和技術(shù)服務(wù)商-—江蘇先豐納米材料科技有限公司，2009年成立以來一直在科研和工業(yè)兩個方面為客戶提供完善服務(wù)?？蒲锌蛻舫^一萬家，工業(yè)客戶超過兩百家.南京先豐納米材料科技有限公司2009年９月注冊于南京大學(xué)國家大學(xué)科技園內(nèi),現(xiàn)專注于石墨烯、類石墨烯、碳納米管、分子篩、銀納米線等發(fā)展方向，立志做先進(jìn)材料及技術(shù)提供商。２０1６年公司一期投資５000萬在南京江北新區(qū)浦口開發(fā)區(qū)成立“江蘇先豐納米材料科技有限公司”,建筑面積近4000平方，形成了運營、研發(fā)、中試、生產(chǎn)全流程先進(jìn)納米材料制造和技術(shù)服務(wù)中心。現(xiàn)擁有石墨烯粉體、石墨烯漿料和石墨烯膜完