磷烯的制备、性质及应用研究进展
2018-06-14李成印牛之慧雷翔宇
深圳大学学报(理工版) 2018年3期
李成印,牛之慧,雷翔宇,周 艳,张 晗,朱 熹
1)香港中文大学(深圳)理工学院,深圳 518172;2)深圳大学-新加坡国立大学光电科技协同创新中心,深圳 518060
磷这一名词最早出现在公元前1046—771年的古代中国,《诗经》中记载了P2H4的自燃现象.对于元素态的磷而言,白磷在1669年由BRAND制得[1].随后1914年,BRIDGMAN[2]在对白磷施加高压时观察到白磷相态发生转变,得到新的同素异形体黑磷.尽管在常规条件下黑磷相对白磷和红磷的热力学稳定性更高[3-6],黑磷却是三者中最后被发现的.迄今为止,对于磷元素而言,至少有5种具备不同晶型或无定型结构由制备得到[6],且还存在其他一些理论预测的结构[7-9].
从20世纪60年代后期开始,因超导现象的广泛研究,磷元素的多种相态也受到关注[10-14].研究发现,磷元素在某临界温度(4~10 K)下会出现超导现象;高压下存在磷立方和菱方结构[10, 14],这促进了高压法制备黑磷技术的发展.块体黑磷因其最小带隙为0.3 eV,且样品质量难以控制[5],在起初较长一段时间内作为一种半导体并未引起广泛关注.黑磷与石墨相似,体相材料均由相应原子形成的二维单层结构(磷烯或石墨烯)堆叠而成.然而,黑磷作为磷的同素异形体体种中最稳定的一种,在磷元素发现数百年后才被制备得到.
近年来,对以石墨烯和二硫化钼为代表的二维材料的广泛深入研究,极大带动了二维材料制备及处理工艺的发展,并被成功用于薄层或单层磷烯的制备过程.自2014年以来,理论和实验研究均确认了单……
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