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二维黒磷直接带隙,光电响应覆盖波长广。
黑磷有四种晶体结构:正交晶系、简立方晶系、三角晶系和无定型,其与石墨不同的是同一层内的原子不在同一平面上,呈一种蜂窝状的褶皱结构。
二维黑磷无论单层多层都是直接带隙,能隙可随层数多少调节(0.3-2.0eV),光电响应覆盖波长广,电子迁移率1000cm2/vs。
二维黒磷三种制备方法,各具优劣势。
二维黑磷制备主要包括:机械剥离法、液相剥离法和脉冲激光沉积法三种。三种方法各具优缺点:机械剥离法优点是尺寸大和缺陷少,但其产量和成品率低;液相剥离法优点是产量较高,且设备要求低,但是尺寸小,有机溶剂难以去除;脉冲激光沉积法优点是薄膜尺寸大和厚度可控,但是成品为非晶。
二维黒磷应用前景广阔,下一代晶体管材料的潜在希望。
二维黑磷被预测在众多的应用中颇具潜力,其优异的光电性能不仅有望代替硅用于制备晶体管,还可以用于制造其他高性能的电子设备和光电设备。场效应晶体管、光电元件、气体传感器、太阳能电池和黑磷量子点都是其未来可期应用方向。
二维黒磷表面状态极不稳定,寻找表面披覆材料将是重点。
二维黑磷在诸多方面有着良好的应用潜力,但其表面状态极不稳定,尤其是单层二维黑磷,二维黑磷越薄,稳定度越低。未来能否克服这个缺点将会成为二维黑磷能否广泛运用的关键,寻求一种良好的表面披覆材料会是将来研究的重要方向。
主要风险因素:行业进展、技术进步不及预期
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