黑磷优势

随层数可调的带隙

体相黑磷具有直接带隙(0.3 eV),随着层数减少,带隙逐渐增大,单层带隙宽度可达1.7 eV,且少层黑磷和体相黑磷带隙随温度呈现不同温度依赖关系。

光学特性

二维黑磷晶体对入射光非常敏感,光谱响应范围可涵盖整个可见光到近红外区域,如用于构造光电探测器件,探测光谱范围宽,且具有较快的光相应速度,呈现出优异的光电性能。

强面内各向异性

由于黑磷晶体结构的不对称性,其在光学、电学和力学等方面表现出独特的面内各向异性。例如,黑磷晶体在armchair和zigzag方向上,杨氏模量、断裂应变和电导率的比值分别为2.2,1.94和1.93。

高载流子迁移率

二维黑磷晶体场效应晶体管具有超高且随厚度可调的载流子迁移率。通过h-BN将黑磷包覆制备的场效应晶体管,室温和2 K低温下其空穴迁移率可分别高达5200和45000 cm2/Vs。

力学特性

单层黑磷晶体具有负泊松比,沿zigzag和armchair方向杨氏模量可分别高达58.6±11.7 GPa和27.2±4.1 GPa,拉伸应变可分别高达27%和30%,呈现出极佳的柔韧性。