中国发现超级材料是什么物质 石墨烯介绍及相关应用前景一览

元素偏移

也有研究小组正在探索元素周期表的不同部分。张远波小组和美国普渡大学的PeideYe研究组，在去年成功制备了基于新型二维晶体黑磷的场效应晶体管器件。这一新型二维半导体材料是继石墨烯、二硫化钼之后的又一重要进展，为二维晶体材料家族增添了一位新成员。

黑磷是磷的一种同素异形体，是由单层的磷原子堆叠而成的二维晶体。与石墨烯最大的不同是，黑磷有一个半导体能隙，而且比硅烯更稳定。黑磷的半导体能隙是个直接能隙，将增强其和光的直接耦合，让黑磷成为未来光电器件的一个备选材料。

不过，与其他纯元素二维材料一样，黑磷能与氧气和水发生非常强的反应。“在24小时后，我们可以看到材料表面的气泡，然后整个设备在数日内就会失效。”得州大学奥斯汀分校二维黑磷单晶专家Joon-SeokKim说。如果要使其持续数小时，就需要将它夹在其他材料层之间。这种天然的不稳定性，使制造设备十分困难。因此，法国艾克斯·马赛大学物理学家Guy LeLay预计，目前有关黑磷的80%的论文仍停留在理论阶段。

而且，中国台湾新竹“国立清华大学”材料学教授Yi-HsienLee也表示，二维黑磷单晶之所以获得一些研究人员的青睐，是因为这种材料易于上手——像石墨烯那样，可以轻而易举地用透明胶带剥落黑鳞的薄片。“这是同一种方法。但这并不意味着，二维黑磷单晶前景大好。”

尽管如此，张远波和Ye在制造黑磷晶体管方面仍取得成功。而且，今年首个硅烯晶体管问世。两年前，科学家曾指出，现有技术无法制造硅烯晶体管。“因此，预测未来通常十分危险。”LeLay开玩笑称。但Le Lay认为仍有困难难以克服。

正当一些物理学家在寻找新二维材料，并试图弄清其特性时，其他人则在将它们夹在一起。“与试图选出一种材料并说这是最好的不同，或许最好的方法是将它们以某种方式结合在一起，以便它们不同的特性能被适当应用。”Kis说。这可能意味着，堆积不同的二维材料，制成微小、密集三维环路。

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