石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，幾乎是完全透明的，是世上電阻率最小的材料。因其電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發展更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。石墨烯作為一種奇跡材料，被譽為電子產品的未來。但現在，它的地位或許不保？據外媒報道，科學家日前發現一種黑磷，具備成為最新半導體材料的潛力，具備低成本的制造工藝，有望替代石墨烯，成為下一個新材料金礦。
 

　　迄今二維材料的奇異世界一直被石墨烯統治著，當石墨烯降低到一定厚度時，其導電性會達到一個極端的程度，強于凱夫拉（譽為地球上最強的材料），有望作為過濾器排從空氣中吸收氫燃料。目前，僅石墨烯的應用就有超過7000項專利，大部分被科技巨頭蘋果和索尼占有。石墨烯可以說是新的硅，但并不是具有這種性質的唯一材料。石墨烯雖被看好，是良好的半導體材料，但由于其導電性不易受控制，仍無法成為良好半導體材料。

　　黑磷有帶隙，而石墨烯是所謂的零隙半導體。黑磷，作為可調半導體，在電子設備中或許有更多的應用：晶體管、傳感器、太陽能電池、開關、電池電極等。其中一些應用已經被測試，效果非常好。同石墨烯一樣，黑色的磷也不容易大量生產。據ExtremeTech網站報導，黑磷，一直很難制備但在納米電子學領域具有應用前景，這與二維（單原子厚）神奇材料--石墨烯非常類似。同石墨烯一樣，黑磷在制備過程中也存在難以克服的困難，它有多層結構，為了得到所期望的二維片層，這些多層需要通過剝離工藝一層層分離開。所幸目前科學家已發現透過超聲波技術，可幫助黑磷克服這項問題。據國外媒體報道，都柏林三一學院的材料學家最近成功解決了這個問題。他們發現，通過將黑磷浸沒在溶液中，然后用聲波轟炸它，而不是通過層層剝離，可以達到同樣的效果，并且整個過程更容易、更便宜。結果：層狀結構松動分離，得到只有幾個原子厚的黑磷片層。
 

　　有業內人士預計，黑磷有望借此技術向半導體材料邁出重要一步，取代石墨烯也并非沒有可能。黑磷是黑色有金屬光澤的晶體，它是用白磷在很高壓強和較高溫度下轉化而形成的。白磷是一種白色蠟狀固體，遇光會逐漸變黃，所以又叫黃磷。也就是說，黃磷產品只要用適當的技術手段就能轉化成黑磷，這可比獲取石墨烯的成本和難度要低得多。黑磷有望成為新的熱門半導體材料。

　　研究人員表示，雖然黑磷納米片已經通過液體剝離量產，此法仍然存在問題，主要是因為黑磷納米片不穩定，會與水或氧氣反應。必須通過有效途徑，液體環境穩定剝離納米片，防止氧化。N-環己基-2-吡咯烷酮經實驗證實，就是研究人員要找的溶液，N-環己基-2-吡咯烷酮已在電子制造領域廣泛應用。

　　磷作為元素周期表中第十五號元素，其化合物通常具有化學發光性質，或者通過化學反應產生大部分無熱光。而黑磷的確是黑色的，卻不像它的同素異形體能發光，但它對光線的分散效果確實非常好，甚至優于石墨烯。正因為如此，黑磷非常適合應用于光電領域，有望替代石墨烯，成為下一個新材料明星。

責任編輯：李玲珊

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