张国英, 焦兴强, 刘贵立

(1. 沈阳师范大学 物理科学与技术学院, 沈阳 110034;2. 沈阳工业大学 建筑工程学院, 沈阳 110034)

0 引 言

对有毒气体的感应和检测至关重要,尤其是在化学加工、药物制备、公共安全、农业、环境监测,和室内空气质量控制方面。研究人员一直为发现新型具有潜在用途的响应速度快、灵敏度高且低成本的化学传感器材料而努力。 在过去的几十年里,半导体金属氧化物纳米线,碳纳米管等传感器材料的研究取得了很大进步[1]。 不过,人们并未满足于这些成就,而是仍坚持不懈地研究开发新的更有潜力、更好性能的化学传感器材料。由几个或单个原子层构成的二维纳米片,如金属二硫族化合物(例如,MoS2和MoSe2)、基于石墨烯的纳米材料等,因为本身有较大的表面积、丰富的活性位点、独特的结构和理化性质,使这些二维纳米片可用在传感器、电子设备、能量转换/存储设备和催化中[2-3]。黑磷(BP)的单层,也称为磷烯,是二维(2D)材料族的新兴成员[4]。自从2014年通过机械剥离法首次制备以来,它已经激起了材料科学领域的广泛关注。黑磷由于其“褶皱”的晶格结构而具有更高的比表面积,在气体吸附和传感应用中具有天然优势[5]。有些学者已经从理论上研究了各种气体分子在纯黑磷表面的吸附特性[6]。结果表明黑磷传感性能优于石墨烯等二维材料。对吸附的选择性和敏感性使磷成为一种优良的气体传感器。由于黑磷材料在吸附方面表现出不稳定的物理性质,因此可以通过掺杂其他元素来调节反应活性[7]。……