黑磷光点亮下一座科技高峰

虽然石墨烯曾经被大家看成是电子领域的“奇迹材料”,也有不少希望寄托在它身上,但现在它的表亲黑磷正在崛起,打算把它的霸主地位给端掉。这个黑磷本身可是个有化学发光特性的家伙,通过化学反应就能发光,应用潜力大得很。 就像石墨烯一样,黑磷也是二维单原子层结构,非常适合做纳米电子器件。不过以前大家想把它做成薄片很难,因为一层层剥离耗时耗力还费钱。但都柏林三一学院的团队给出了个新主意,给黑磷泡个溶液澡,再用声波轰击一下就行了。声波一震,层状结构就松了,几分钟就能把黑磷变成几纳米厚的薄片,既简单又便宜。 当厚度薄到极限时,石墨烯的导电性会变得超级强,甚至能从空气里“抓”氢燃料来用。可是它属于零隙半导体,只能导电不能开关,这就限制了它的应用范围。黑磷可就不一样了,它有个能调的带隙,既能做晶体管、传感器、太阳能电池,也能当开关和电池电极。现在实验室里已经做出了一些原型器件,性能比之前的样品还要好很多。 虽然解决了制作难题,但是黑磷纳米片跟水和氧气接触容易氧化是个大问题。为了保护它们,研究团队筛选出了一种叫N-环己基-2-吡咯烷酮的高分子溶剂,它在电子制造里用得挺多,能把纳米片稳定地分散在水里面。 还有一点很厉害的是,黑磷虽然不会自己发光,但它吸收光线的效果特别好,甚至比石墨烯还要强。这就意味着它特别适合做光电探测和光催化这种需要高效吸光的工作。只要光一照到黑磷表面,光子就会被一层层的纳米片抓住转成电流。 目前石墨烯那边专利已经有7000多项了,苹果、索尼这些巨头把能申请的都申请了。但黑磷靠着低成本、能量产还有带隙可调这三个优势,正在悄悄改变游戏规则。从实验室到生产线这条路已经打通了,黑色磷光正在点亮下一座科技高峰。