黑磷，元素符號P，是黑色有金屬光澤的晶體，具有類似石墨的片狀結構，層之間的鍵合比層內的鍵合弱，具有導電性。這類晶體的本質特征不僅晶體內有共價鍵，還有離域鍵和范德華力。

黑磷開始被業(yè)界重視起來，始于2014年。2014年3月初，在《自然•納米技術》雜志上，復旦大學物理系張遠波教授課題組發(fā)現(xiàn)了一種新型二維半導體材料——黑磷，并成功制備了相應的場效應晶體管器件。二維黑磷單晶由位于兩個位面的波浪形磷原子組成，業(yè)內認為，它將有可能替代傳統(tǒng)的硅，成為電子線路的基本材料。這一系列推斷，源于黑磷獨特的特性。

1、直接帶隙

與石墨烯類似，黑磷具有諸多優(yōu)異特性，而黑磷超越石墨烯的最大特點是，黑磷擁有隨著層數(shù)可變的直接帶隙。其頻間帶隙（讓電流通過該物質所需要的電伏）是可調諧的，也就是說，電子工程師可以通過簡單的改變二維黑磷單晶的疊層來調整帶隙，這一特性有利于根據(jù)具體要求設計出期望的帶隙。

更重要的是它的半導體帶隙是直接帶隙，即電子導電能帶（導帶）底部和非導電能帶（價帶）頂部在同一位置，實現(xiàn)從非導到導電，電子只需要吸收能量（光能），這意味著黑磷和光可以直接耦合。這個特性讓黑磷成為未來光電器件的重要備選材料之一。

2、電子轉移速率

研究人員還發(fā)現(xiàn)，黑磷二維晶體有良好的電子遷移率(~1000cm2/Vs)，可以料想，隨著研究的深入和技術的進步，這一數(shù)值有望得到進一步提高。另外，黑磷還有非常高的漏電流調制率，在這方面，黑磷是石墨烯的10000倍，幾乎可以比肩電子線路的傳統(tǒng)材料“硅”了。

這些屬性讓二維黑磷單晶變身超級材料成為可能。從上述特性中可以看出，黑磷未來在光電領域最有前途，然而，黑磷的應用并不局限于光電領域，由于磷是生物體內必需的元素，因此，其在生物醫(yī)學領域的應用具有無可比擬的優(yōu)勢。

但是，二維黑磷單晶在空氣中不穩(wěn)定。空氣中的水蒸汽會和磷發(fā)生反應，把磷轉化為磷酸并導致材料腐蝕，嚴重影響了材料的特性。故此，這一問題或許是阻擋黑磷投入產業(yè)化應用的一大難題，還需要研究人員設法解決。

黑磷，被稱為可以比肩石墨烯的“夢幻材料”。黑磷的研究和應用才剛開始，目前，其非線性光學特性被國內外多家單位證實并應用于超快激光的產生中，未來，黑磷的特性還有待挖掘，還有極大的擴展空間。不過，所謂的“夢幻材料”也只是研究人員的推測，對于剛剛發(fā)現(xiàn)的材料的應用前景做任何推斷都為時尚早，盲目樂觀與固守成規(guī)都不可取，還需要進一步的研究佐證。

目前，黑磷的優(yōu)異特性已經掀開了其應用前景的一角未來，我們期待隨著研究的深入，黑磷能給我們帶來更多的驚喜。（本網編輯 欣然/文）