黑磷或成为未来电子领域的关键材料

没得比

　据报道,虽然黑磷的发现已经超过一百年，但却因为没有显著的应用效果而被逐渐淡忘。然而，耶鲁大学近期的研究发现，黑磷在未来电子学和光电子器件中将发挥关键作用，或将替代硅成为电子领域的首选材料。

　　硅作为集成电路中的关键半导体材料，在电子元器件小型化要求愈加苛刻的发展趋势下已经进入瓶颈阶段。黑磷只有几个原子的厚度，将引领新一代的微型化、柔性电子器件，制造速度更快的晶体管。黑磷的巨大潜能得益于两个关键特性。一是黑磷具有比硅更高的迁移率。二是黑磷具有能带隙，可以在电场作用下实现状态的变化，这种半导体可以用来表示数字电路中的逻辑状态。相较于黑磷的特性，近年来受到普遍关注的石墨烯材料虽然具有很高的迁移率，但是没有能带隙。

　　可控的能带隙是发挥黑磷潜在性能的关键。在此之前，黑磷的能带隙无法做到动态调控，限制了其应用。耶鲁大学的研究人员发现黑磷的能带隙在材料一定厚度下具有最佳的可控性。在这个厚度下施加垂直电场，可使黑磷的能带隙可调控，能带隙几乎可减小至零。

　　该研究揭示了黑磷的诸多潜在应用前景，如可用于图像工具、夜视装置、中红外光学调节器、芯片上的光谱工具以及光电子技术的应用等。

　　此外，可调控能带隙意味着黑磷可用于构造拓扑绝缘体，即具有既是绝缘体(材料内部)、也是导体(材料表面)的特殊性质。可用于制备表面无电子散射的低功耗电子产品。