新型二维半导体材料——黑磷共24页
新型二维半导体资料-黑磷
• 引言 • 黑磷的基本性质 • 黑磷的制备方法 • 黑磷在电子器件中的应用 • 黑磷在生物医学领域的应用 • 黑磷的挑战与前景 • 结论
01
引言
黑磷的发现与特性
发现
黑磷是在2014年被发现的一种新型 二维半导体材料，具有优异的电学和 光学性能。
特性
黑磷具有高电子迁移率、良好的热稳 定性和化学稳定性，以及优异的光电 性能，在微电子、光电子和新能源等 领域具有广阔的应用前景。
需要进一步研究的问题
黑磷的稳定性问题
黑磷在空气中容易氧化，影响其稳定性和实际应用。需要 深入研究如何提高黑磷的稳定性，以及探索其在不同环境 下的稳定性表现。
黑磷的可扩展性制备问题
目前黑磷的制备方法主要采用剥离法，难以实现大规模生 产和应用。需要研究新的制备方法，提高黑磷的可扩展性 和产量。
黑磷与其他材料的复合问题
为了拓展黑磷的应用领域，需要研究黑磷与其他材料的复 合结构和性能，探索其在异质结构中的功能协同作用。
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04
黑磷在电子器件中的应用
场效应晶体管
总结词
黑磷具有优异电子传输性能和稳定性，使其成为制造高性能场效应晶体管的理想材料。
详细描述
黑磷场效应晶体管具有较高的开关比、低功耗和良好的热稳定性，适用于制造微电子设 备和集成电路。黑磷晶体管的优异性能使其在物联网、智能传感器等领域具有广阔的应
用前景。
太阳能电池
黑磷的制备方法
直接剥离法
总结词
直接剥离法是一种简单而直接的方法，通过施加机械力将块体黑磷材料逐层剥 离，得到二维黑磷片层。
详细描述
该方法利用机械力对块体黑磷材料进行剥离，如使用胶带或机械摩擦等方式， 使黑磷片层从块体中分离出来。这种方法操作简单，但得到的二维黑磷片层尺 寸较小，且厚度不易控制。
黑磷纳米片红外光谱峰
黑磷纳米片红外光谱峰
黑磷纳米片（BPNSs）是一种具有特殊性质的新型二维半导体材料，具有直接带隙结构和高载流子迁移率等特点。
在红外光谱分析中，黑磷纳米片可以表现出特定的红外吸收峰，这些峰位主要与黑磷纳米片的结构和组成有关。
由于黑磷纳米片具有二维结构，其红外光谱峰通常表现出较宽的峰形，这是由于黑磷纳米片的振动模式与自由磷原子相比发生了变化。
在黑磷纳米片的红外光谱中，常见的峰位主要位于1000-2000 cm^-1和3000-4000 cm^-1范围内。
其中，1000-2000 cm^-1范围内的峰主要与黑磷纳米片的P-P键振动有关，而3000-4000 cm^-1范围内的峰则与P-H键振动有关。
总之，黑磷纳米片在纳米尺度下的红外光谱特性可能会因其尺寸、形貌和表面修饰等因素而发生变化。
因此，在实际应用中，需要对黑磷纳米片进行详细的红外光谱分析，以了解其具体的光谱特性。
2024年黑磷市场前景分析
2024年黑磷市场前景分析引言黑磷是一种具有广泛应用潜力的新型材料，具有优异的物理和化学性质。
本文将对黑磷市场前景进行分析，探讨其在不同应用领域的发展潜力。
黑磷的基本概述黑磷是一种层状二维材料，由具有六方晶系统的磷原子组成。
其在自然界中存在较少，但在实验室中可以通过化学气相沉积、机械剥离等方法进行合成。
相对于其他二维材料如石墨烯和二硫化钼，黑磷具有较窄的能带间隙和高的载流子迁移率，使其在电子器件、催化剂等领域具有巨大的应用潜力。
电子器件领域黑磷具有优异的电子输运性能，适合用于制造高效率的电子器件。
近年来，科研人员通过利用黑磷的层状结构，成功制备出了具有高载流子迁移率的薄膜晶体管。
此外，在光电器件中，黑磷又可以作为光电转换材料，用于制造光电探测器和太阳能电池。
因此，在电子器件领域，黑磷有望取代传统的材料，成为下一代高性能器件的主要材料之一。
催化剂领域黑磷在催化剂领域也具有潜力巨大的应用前景。
由于其独特的层状结构和活性位点，黑磷可以作为高效的催化剂，用于促进化学反应的进行。
例如，黑磷可以用作电催化剂，用于催化水分解产生氢气。
此外，黑磷还可以作为电催化剂，用于催化二氧化碳的还原反应，促进可持续能源的制备。
这些应用领域的开发将推动黑磷在催化剂领域的市场需求进一步增加。
生物医药领域黑磷在生物医药领域也有着广阔的应用前景。
黑磷具有良好的生物相容性和生物降解性，可以用于制备生物传感器和药物传递系统。
同时，黑磷的光电特性使其能够用于生物成像和光热治疗等领域。
近年来，科研人员已经成功地将黑磷应用于肿瘤治疗，并取得了一定的研究进展。
随着对黑磷在生物医药领域的研究不断深入，相信其在治疗癌症、诊断疾病等方面的应用前景将更加广阔。
结论综上所述，黑磷作为一种新型材料，在电子器件、催化剂和生物医药领域具有广阔的应用前景。
随着相关技术的不断发展，预计黑磷市场规模将持续扩大。
然而，目前黑磷的合成方法和制备工艺还存在一些困难和挑战，需要进一步的研究和改进。
下一个市场爆发点：堪比石墨烯的“梦幻材料”黑磷
下一个市场爆发点：堪比石墨烯的“梦幻材料”黑磷
北极星输配电网讯:【摘要】作为刚刚兴起两三年的新材料，石墨烯行业尚处于资本和产业群雄逐鹿时代。
然而，另一种新型单元素二维原子晶体材料黑磷被发现，与石墨烯类似，黑磷具有诸多优异特性，故被称为比肩石墨烯的梦幻材料。
黑磷的研究和应用才刚开始，其非线性光学特性被国内外多家单位证实并应用于超快激光的产生中。
可以预见不久的将来，它将成为第二个石墨烯。
首先，我们来了解一下石墨烯和黑磷究竟是什么东西？
石墨烯(二维碳材料)
手机充电只需几秒钟?史上最薄电灯泡?光驱动飞行器?关于石墨烯非凡应用的新闻不断出现在人们的视野当中，似乎石墨烯已经成为了无所不能的超级材料。
石墨烯是什么?
石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。
2004 年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈˙盖姆和康斯坦丁˙诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010 年诺贝尔物理学奖。
石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200 倍。
同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。
它是目前自然界最薄、强度最高的材料，假如用一块面积1 平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1 毫克便可以承受一只一千克的猫。
石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。
用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。
2024年黑磷市场发展现状
2024年黑磷市场发展现状引言黑磷是一种具有特殊结构的二维材料，具有优异的电子、光学和热学性能。
近年来，黑磷材料在电子器件、光电子器件、光伏能源等领域受到了广泛关注。
本文将对黑磷市场的发展现状进行探讨。
黑磷的基本特性黑磷属于一种单层二维材料，其晶格结构呈现出网状的状貌。
黑磷具有较高的载流子迁移率，优良的热导率和光学特性，同时还有良好的柔性和可调控的能带结构。
由于这些优异的特性，黑磷在研发和应用领域有着广泛的前景。
黑磷在电子器件领域的应用黑磷具有优异的电子特性，适合应用于电子器件领域。
近年来，研究人员通过利用黑磷的独特性能，成功制备了多种高性能的电子器件，如场效应晶体管（FET）、逻辑门、谐振子等。
这些器件在低功耗电子器件、高速逻辑电路和灵敏传感器等领域有着广泛的应用。
黑磷在光电子器件领域的应用黑磷具有宽带隙和调控能带结构的特性，使其在光电子器件领域具有广阔的应用前景。
研究人员已经成功制备了一系列黑磷光电探测器、光触发器、光放大器等器件。
这些器件在光通信、光储存和光传感等领域有着潜在的应用价值。
黑磷在光伏能源领域的应用黑磷由于其在光学特性上的优异表现，使其成为太阳能电池领域的研究热点。
黑磷太阳能电池具有较高的光电转换效率和稳定性，且在低光强度环境下也有良好的性能。
但是，黑磷太阳能电池仍然存在一些挑战，如制备工艺复杂、成本高昂等问题，需要进一步研究和改进。
黑磷市场的发展趋势目前，黑磷材料的制备方法和性能调控技术正在不断改进和创新。
预计未来几年，黑磷市场将继续呈现稳定增长的态势。
随着技术进步和工艺改进，黑磷材料的生产成本将会逐渐降低，从而促进其在各个领域的大规模应用。
结论总体而言，黑磷作为一种具有特殊结构和优异性能的二维材料，具有广阔的应用前景。
通过进一步研究和开发，黑磷材料将在电子器件、光电子器件和光伏能源等领域发挥重要作用。
随着市场需求的增加和技术不断进步，黑磷市场有望实现良性发展，为相关产业做出更大的贡献。
黑磷晶体结构
黑磷晶体结构简介黑磷是一种具有特殊晶体结构的材料，其结构特点及相关应用备受研究者关注。
本文将深入探讨黑磷晶体的结构以及相关研究进展，包括其性质、合成方法、应用前景等。
结构特点黑磷的晶体结构是由磷原子构成的，属于异构状态的磷。
与白磷和红磷相比，黑磷的晶体结构更加稳定。
其结构可以被描述为多层二维平面的结构，各层之间通过范德华力相互作用而保持了相对稳定的连接。
黑磷的晶格参数和晶胞结构已经通过实验和理论计算得到了准确的确定。
合成方法黑磷的合成方法有多种，其中最常用的方法之一是通过化学气相沉积。
该方法通常涉及将磷源与合适的基底材料放置在高温炉中，利用高温下的气相反应使磷源沉积在基底上。
此外，还可以利用溶液法、氧化还原法等方法来合成黑磷。
这些合成方法不仅能够得到高质量的黑磷样品，而且对研究者来说也具有一定的灵活性和可控性。
物理性质黑磷具有许多特殊的物理性质，这使得它在许多领域的应用具有很大的潜力。
以下是一些主要的物理性质：带隙黑磷的电子带隙较小，约为0.3-2.0 eV，这使得它具有较好的导电性能。
此外，黑磷的带隙可通过机械剥离、化学修饰等方法进行调控，从而在电子器件和光学器件中具有广泛的应用前景。
热导率黑磷在垂直于层状结构的方向上具有较高的热导率，约为10-30 W/(m·K)。
这种优异的热导率使得黑磷在热管理和热能转换等领域显示出潜在的应用价值。
机械性能黑磷具有良好的机械性能，其材料刚度和柔性均衡。
同时，黑磷具有可压缩性和可弯曲性，这使得它在纳米加工和柔性电子学领域受到广泛关注。
应用前景黑磷由于其独特的结构和物理性质，在各个领域具有广泛的应用前景。
以下是一些可能的应用领域：电子器件黑磷作为一种新型半导体材料，可以应用于场效应晶体管、光电器件等电子器件中。
其较小的带隙和可调控的导电性能使得黑磷具备在低功耗电子器件中充当理想材料的潜力。
光电器件黑磷具有宽频带和调控带隙的特点，使得它在光电器件中具有广泛的应用前景，例如太阳能电池、光电探测器等。
2024年黑磷市场分析现状
2024年黑磷市场分析现状黑磷是一种重要的二维材料，具有优异的电子、光学和热学特性。
在过去的几年里，黑磷市场经历了快速增长，并且有望在未来几年继续蓬勃发展。
本文将对黑磷市场的现状进行分析。
1. 市场规模黑磷市场在过去几年表现出了强劲的增长势头。
根据市场研究数据，全球黑磷市场规模在2019年达到了xx亿美元，并预计在2025年将达到xx亿美元。
这是由于黑磷在诸多领域展现出了广泛的应用潜力。
2. 应用领域2.1 电子行业黑磷在电子行业中具有重要的应用价值。
由于其优异的电子特性，黑磷可以用于制造高性能的半导体器件，如晶体管和电容器。
此外，黑磷还可以用于制造高效的光伏电池和热电材料。
2.2 光电行业黑磷在光电行业中也有广泛的应用。
由于其优异的光学特性，黑磷可以用于制造高效的光传感器和光学器件。
黑磷还具有宽能隙结构，使其在红外光谱范围内表现出了优异的性能，因此也被广泛应用于红外成像和热成像领域。
2.3 能源领域黑磷在能源领域具有巨大的潜力。
其独特的电子结构使其具备强烈的吸光特性，能够高效地吸收太阳能。
因此，黑磷可以用于制造高效的太阳能电池和储能设备，为可再生能源产业做出重要贡献。
2.4 其他领域除了上述应用领域外，黑磷还可以用于生物医学、化学传感和催化剂等领域。
在生物医学领域，黑磷被广泛应用于药物传递和生物成像等方面。
在化学传感和催化剂领域，黑磷的高表面积和较高的催化活性使其成为一种理想的材料选择。
3. 市场前景黑磷市场在未来几年有望继续保持快速增长。
随着对新能源、可穿戴设备和高性能电子设备的需求不断增加，黑磷的应用前景将更加广阔。
此外，不断涌现的黑磷合成和制备技术也为黑磷市场的发展提供了更多机遇。
然而，黑磷市场仍面临一些挑战。
首先，黑磷的生产成本较高，限制了其在大规模工业生产中的应用。
其次，黑磷的制备过程相对复杂，还需要进一步研究和改进。
最后，黑磷在稳定性和可靠性方面仍有待提高，以满足市场的需求。
总的来说，黑磷市场目前处于快速发展阶段，具有广阔的应用前景。
黑磷材料的制备与性能调控
黑磷材料的制备与性能调控黑磷材料是一种新兴的二维半导体材料，因其优异的电学、光学、热学和力学性能，在电子器件、太阳能电池、液晶显示、传感器等领域具有广泛的应用前景。
然而，黑磷的制备和性能调控仍然是一个挑战。
本文就黑磷的制备和性能调控进行深入探讨。
一、黑磷的制备黑磷是一种由P4分子组成的二维层状芳香锑矿材料，在自然界中通常以白、红、紫、黑等颜色的多形存在。
黑磷的制备方法主要有三种：机械剥离法、化学气相沉积法和化学还原法。
机械剥离法是通过机械剥离的方法获得薄层黑磷。
通常先制备出黑磷晶体，然后在压力较低的环境下，用胶带粘取晶体表面，然后剥离产生薄层黑磷。
虽然这种方法简单易行，但是得到的黑磷数量较少，且容易受到空气和湿度污染。
化学气相沉积法是通过在高温气氛下水热合成，然后用气相沉积的方法将金属前体和磷源混合后沉积在衬底上。
这种方法可以在大量生产和可控的环境下制备黑磷，但是需要高温、高压以及特殊环境，使得该方法的成本较高。
化学还原法是通过在高温还原环境中，将二氧化磷分解为黑磷。
这种方法操作简便，成本较低，可以得到纯度较高、单晶似乎度较高、微型结构更便于控制的黑磷。
因此，化学还原法是黑磷制备的主要方法之一。
二、黑磷的性能调控黑磷具有许多优异的性能，但是其应用受到许多制约因素限制，例如低层厚度、不稳定、氧化等。
因此，调控其物理和化学性质是实现其应用的关键。
下面我们将从三个方面对黑磷性能的调控进行探讨：宏观结构、晶体缺陷和化学修饰。
1. 宏观结构宏观结构调控是通过调整黑磷在不同表面及其形状上的分布、层数和相邻原子的相互关系。
例如，通过控制黑磷薄膜的厚度可以调控其光学性能。
在实际应用中，通过制备不同层级的黑磷样品，可以发现其光学性能会随着层级减小而改善。
此外，还可以通过引入底部支撑层或者进行手性转移来控制黑磷的形状和分布。
例如，在硅基底上添加一层二氧化硅，可以通过化学气相沉积法在二氧化硅表面上制备出具有三角形和笔直形的黑磷薄膜。
二维黑磷的制备、表面功能化与光电催化
二维黑磷的制备、表面功能化与光电催化杨环环1,2,喻彬璐1,王佳宏1,2,喻学锋1,2(1.深圳二维原子晶体制备技术工程研究中心,中国科学院深圳先进技术研究院,广东深圳518055;2.中国科学院大学)摘要:黑磷作为一种新型的单元素直接带隙半导体,因其独特的二维结构展现出诸多优异特性,在光电、生物、传感、信息等领域具有很大的应用潜力。
近年来,针对黑磷的制备和应用,发展出许多新方法和新技术,例如:通过液相超声/剪切、高能球磨、电化学剥离和等离子体辅助剥离等技术实现了二维黑磷的高效制备;发展了系列物理、化学方法对二维黑磷进行表面修饰,抑制其与水、氧接触,提高了二维黑磷的稳定性并提升了光电等物理性能;借助构建异质结构、掺杂等方式改变黑磷表面电子态密度、增加活性位点,提高了二维黑磷材料的催化活性。
从二维黑磷的制备、表面功能化与光电催化三方面出发,综述目前的研究现状和未来可能的发展方向。
关键词:黑磷;二维材料;剥离;表面功能化;光电催化中图分类号:TQ126.31文献标识码:A文章编号:1006-4990(2021)05-0013-08Preparation ,surface functionalization and photoelectrocatalysis oftwo ⁃dimensional black phosphorusYang Huanhuan 1,2,Yu Binlu 1,Wang Jiahong 1,2,Yu Xuefeng 1,2(1.Shenzhen Engineering Center for the Fabrication of Two ⁃dimensional Atomic Crystals ,Shenzhen Institutes of Advanced Technology ,Chinese Academy of Sciences ,Shenzhen 518055,China ;2.University of Chinese A cademy of Sciences )Abstract :As a new type of single element direct⁃bandgap semiconductor ,black phosphorus shows many excellent character⁃istics due to its unique two⁃dimensional structure ,which has great potential in the fields of photoelectronics ,biology ,sensing ,information and so on.In recent years ,many new methods and technologies have been developed for the preparation and application of black phosphorus ,such as liquid⁃phase ultrasonic/shear ,high⁃energy ball milling ,electrochemical stripping and plasma assisted stripping to achieve efficient prepa⁃ration of two⁃dimensional black phosphorus.A series of physical and chemical methods have been developed to modify the surface of two⁃dimensional black phosphorus to inhibit its contact withwater and oxygen and improve the stability and physical properties(such as photoelectronics)of two⁃dimensional black pho⁃sphorus.With the help of heterostructure construction ,doping and other ways to change the surface electronic density of statesand increase the active sites of black phosphorus ,the catalytic activity of two⁃dimensional black phosphorus materials hasbeen improved.Basing on preparation ,surface functionalization and photocatalysis of two⁃dimensional black phosphorus,the current research status and possible future development direction were summarized.Key words :black phosphorus ;two⁃dimensional materials ;exfoliation ;surface functionalization ;photoelectrocatalysis黑磷作为一种新兴的单元素直接带隙半导体材料,具有与石墨烯类似的二维结构,自2014年被成功剥离以来,引起了世界范围内科学家的广泛关注[1-2]。
黑磷—一个注定在未来大展宏图的新材料
黑磷—一个注定在未来大展宏图的新材料作者：李政宣一基本特性（本文版权归好磷网所有，仅作交流共享之用，转载请注明出处）黑磷与红磷和白磷是磷的同素异形体，就像金刚石和石墨一样，是由同一种元素组成，结构不同的单质，化学式可写成P，其立体分子结构式和平面分子结构式分别如图1和2所示。
其外观（图3）为钢灰色，与石墨十分类似。
黑磷在室温和标准大气压下具有十分稳定的热力学形式。
那么如何获得这种物质呢？一般的做法是在封闭和高压下（12000个大气压）加热白磷获得，还有一种做法是使用汞作为催化剂，并在493~643K（200摄氏度左右）的温度下加热八天，也可获得黑磷。
黑磷属于正交结构或斜方晶系（晶胞参数特征：a≠b≠c，α=β=γ=90°），空间群为Cmca[No.64]，密度为 2.69g/cm3。
每个单胞里有8个原子。
在一定程度上有着和石墨类似的褶皱层状结构，如图1所示。
这种结构保证了黑磷具有比白磷和红磷更稳定的性质。
图1黑磷的原子结构立体图，褶皱蜂窝结构。
图片来源：Yuanbo Zhang et al.(2014) Nature Nanotechnology.图2黑磷分子结构平面图。
图片来源：维基百科图3黑磷实物图片来源：维基百科二潜在应用虽然，至今为止黑磷的成键机理尚未完全清楚，作为磷的同素异形体里最稳定的结构体，并且具有类似于石墨的层状结构，具有作为锂离子电池负极材料的潜能。
由于黑磷的极大潜力，为了加速其商业，一些实验研究者探究了黑磷的制备方法。
一项美国专利报道了一种简单且高效地制备黑磷的方法—高能球磨法(high energy ball-milling)，我国科学家也成功制备出基于具有能隙的二维黑磷单晶的场效应晶体管。
文献表明：黑磷与它的两种同素异形体白磷和红磷的体态几何与电子结构不同，黑磷层与层之间是Van der Waals力（一种分子间的作用力，一般弱于氢键）与葛生力（取向力或称静电力）的相互作用，这种相互作用改变了Py轨道上的电子分布从而大大降低带隙值，因此，从理论上说，黑磷比磷的其它同素异形体具有更好的导电性，拥有很高的电子流动性，可以用于制造高性能低成本的电子设备。
二维黑磷纳米片的液相剥离和稳定性研究
二维黑磷纳米片的液相剥离和稳定性研究于波;杨娜;王佳宏;喻学锋【摘要】黑磷是一种具有天然褶皱结构的直接带隙二维半导体材料,因其拥有诸多传统二维半导体材料不具备的优秀特性,故自2014年起倍受研究人员的青睐.在该研究中,首先,通过液相剥离方法成功制备了不同尺寸大小的二维黑磷纳米片;其次,用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜对样品的尺寸、形貌、厚度进行系统表征,并对不同尺寸大小的二维黑磷的拉曼散射光谱进行了研究.由于黑磷在水中会逐渐反应生成磷酸或亚磷酸,所以黑磷在水氧环境中会逐渐分解.而黑磷的可降解性是它作为可降解生物医用材料的重要基础,故对不同尺寸的黑磷纳米片的降解特性进行了一系列的检测.研究不同尺寸黑磷纳米片水溶液的吸收光谱和pH值随时间变化过程发现,黑磷纳米片在前3天会迅速降解,之后其降解速率逐渐平稳;同时发现纳米片的尺寸越小,其降解速率越快.【期刊名称】《集成技术》【年(卷),期】2018(007)003【总页数】7页(P24-30)【关键词】黑磷;二维材料;纳米片;液相剥离;稳定性【作者】于波;杨娜;王佳宏;喻学锋【作者单位】中国科学院深圳先进技术研究院生物医用材料与界面研究中心深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院生物医用材料与界面研究中心深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院生物医用材料与界面研究中心深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院生物医用材料与界面研究中心深圳518055【正文语种】中文【中图分类】TG1561 引言1914年，Bridgman 等[1]首次在高温高压的条件下制得黑磷晶体，但由于制备条件过于苛刻，未能引起广泛关注。
直到 2014年，复旦大学张远波教授团队首次揭示了寡层黑磷的特殊褶皱二维结构和高迁移率，黑磷作为二维材料家族的新成员才重新吸引了研究人员的目光[2]。
作为一种直接带隙半导体材料，块体黑磷的带隙大小约为 0.3eV；而单层黑磷的带隙约为 1.5eV，且其带隙大小可以通过层数进行调节[3]。
黑磷
物理科学1301班 王瑜
简介
元素周期表第15位，元素符号P。黑色有金属光泽的晶体, 它是用白磷在很高压强和较高温度下转化而形成的。黑色 有金属光泽的晶体, 它是用白磷在很高压强和较高温度下 转化而形成的。 在磷的同素异形体中反应活性最弱的， 它在空气中不会点燃。 已知道的黑磷有四种：斜方、菱形、立方和无定形。无定 形的黑磷在125℃向红磷转变。黑磷具有类似石墨的片状 结构（波形层状结构）。层之间的键合比层内的键合弱， 与石墨相似，具有导电性。这类晶体的本质特征不仅晶体 内有共价键还有离域键和范德华力。有些科研机构对黑磷 的插层性能进行研究。
将白磷在高压下，或在常压用汞作催化剂，和以 小量黑磷作为晶种的情况下，在493~643开尔文 下加热八天,即可得到钢灰色的同素异形体----黑磷。 或用HMX药柱与白磷之间有机玻璃隔板距离为 2mm，此时输出压力可达约20GPa，HMX药柱装 药密度至少为1.8g/cm3，药柱高度10mm，直径 20mm，上表面有直径8.5mm，高55mm的凹槽以 放置**，药柱质量约为5.14g，其下放置填充白磷 的药柱，高5mm，直径20mm，外侧用有机玻璃 进行约束，爆炸时尽可能隔绝空气。 利用HMX爆炸产生的高温高压试图将白磷转 化为黑磷。
2014年3月初，在《自然· 纳米技术》杂志上，复旦大学物理系张远波教授课题 组发现了一种新型二维半导体材料——黑磷，并成功制备了相应的场效应晶 体管器件，它将有可能替代传统的硅，成为电子线路的基本材料。 他们发现，黑磷二维晶体有良好的电子迁移率(~1000cm2/Vs)，还有非常高的 漏电流调制率(是石墨烯的10000倍)，与电子线路的传统材料硅类似。 除了电性能优越以外，黑磷的光学性能同包括硅和硫化钼在内的其他材料相比 也有巨大的优势。它的半导体带隙是直接带隙，即电子导电能带(导带)底部和 非导电能带(价带)顶部在同一位置，实现从非导到导电，电子只需要吸收能量 (光能)，而传统的硅或者硫化钼等都是间接带隙，不仅需要能量(能带变化)， 还要改变动量(位置变化)。 这意味着黑磷和光可以直接耦合，这个特性让黑磷成为未来光电器件(例如光 电传感器)的一个备选材料，可以检测整个可见光到近红外区域的光谱
2024年黑磷市场规模分析
2024年黑磷市场规模分析概述黑磷，又称为磷黝黑、黑磷矿，是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用领域。
随着科技的不断进步，黑磷在半导体、光电子、能源存储等行业中扮演着重要的角色。
本文将对黑磷市场规模进行分析，以了解其发展现状及未来趋势。
市场规模分析1. 市场概况黑磷市场在过去几年呈现出高速增长的趋势。
随着人们对可持续发展和清洁能源的需求不断增加，黑磷作为一种新型材料，具有优异的性能和应用前景，在市场上受到越来越多的重视。
目前，黑磷市场主要集中在亚太地区，尤其是中国市场的需求量不断增加。
2. 市场驱动因素2.1 技术进步黑磷作为一种新型的二维材料，具有诸多优良特性，如优异的电学、光学和热学性能。
这些特性使得它在半导体领域有着广泛的应用潜力，可以应用于电子器件、光电子器件等领域。
随着科技的进步，黑磷的制备工艺不断改进和完善，推动了市场的快速发展。
2.2 清洁能源需求增加清洁能源的需求不断增加，推动了光伏和能源存储市场的发展。
黑磷作为一种优良的光电转换材料，可以应用于太阳能电池、锂离子电池等领域，有望成为新一代清洁能源技术的关键材料。
因此，黑磷市场在清洁能源行业有着巨大的发展潜力。
2.3 新兴应用领域需求增加随着人们对科技创新的需求不断增加，黑磷的应用领域也在不断拓展。
目前，黑磷已经在传感器、催化剂、生物医学等领域得到了广泛应用。
随着技术的不断进步，黑磷有望在更多新兴应用领域发挥重要作用，进一步推动市场的增长。
3. 市场前景与发展趋势黑磷市场在未来有着较大的发展潜力。
以下是一些市场前景和发展趋势的分析：3.1 市场规模扩大随着全球对可持续发展和清洁能源的需求不断增加，黑磷市场规模有望持续扩大。
特别是在亚太地区和一些发展中国家，由于政策支持和市场潜力的鼓励，黑磷市场将迎来更大的发展机遇。
3.2 技术创新驱动技术创新是推动黑磷市场发展的重要驱动力。
不断改进和创新黑磷的制备工艺和应用技术，将有助于提高黑磷的性能和降低成本，从而进一步推动市场的增长。
新型二维半导体材料——黑磷
通常做成n型半导体
可做成p型或n型半导 体
黑磷的应用
作为锂离子电池的负极材料 Electrochemical Activity of Black Phosphorus as an Anode Material for Lithium-Ion Batteries
J. Phys. Chem. C 2012, 116, 14772−14779
石墨烯
• 机械剥离 • CVD • 氧化石墨还原 • 化学合成等
黑磷烯
• 目前只有机械 剥离
黑磷烯的应用
场效应晶体管 Black phosphorus field-effect transistors
Nature Nanotechnology
红磷
高温 高压
黑磷
胶带机 械剥离
沉积金属
连续电子 束蒸发
单层黑磷烯的制备
Plasma-assisted fabrication of monolayer phosphorene and its Raman characterization
黑磷晶体
机械剥 离
多层黑磷 烯
Ar+等离 子体剥离
单层黑磷 烯
发展前景
1、纳米电子和光电应用 2、单层黑磷烯的制备与研究
黑磷的应用
Black Phosphorus and its Composite for Lithium Rechargeable Batteries
Adv. Mater. 2007, 19, 2465–2468
பைடு நூலகம்
Graphite: 372 mA· h/g
黑磷烯的制备
黑磷烯，即单层或多层黑磷（类似于石墨烯）
表面有一层 SiO2的硅基片