石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，几乎是完全透明的，是世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。石墨烯作为一种奇迹材料，被誉为电子产品的未来。但现在，它的地位或许不保？据外媒报道，科学家日前发现一种黑磷，具备成为最新半导体材料的潜力，具备低成本的制造工艺，有望替代石墨烯，成为下一个新材料金矿。
 

　　迄今二维材料的奇异世界一直被石墨烯统治着，当石墨烯降低到一定厚度时，其导电性会达到一个极端的程度，强于凯夫拉（誉为地球上最强的材料），有望作为过滤器排从空气中吸收氢燃料。目前，仅石墨烯的应用就有超过7000项专利，大部分被科技巨头苹果和索尼占有。石墨烯可以说是新的硅，但并不是具有这种性质的唯一材料。石墨烯虽被看好，是良好的半导体材料，但由于其导电性不易受控制，仍无法成为良好半导体材料。

　　黑磷有带隙，而石墨烯是所谓的零隙半导体。黑磷，作为可调半导体，在电子设备中或许有更多的应用：晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等。其中一些应用已经被测试，效果非常好。同石墨烯一样，黑色的磷也不容易大量生产。据ExtremeTech网站报导，黑磷，一直很难制备但在纳米电子学领域具有应用前景，这与二维（单原子厚）神奇材料--石墨烯非常类似。同石墨烯一样，黑磷在制备过程中也存在难以克服的困难，它有多层结构，为了得到所期望的二维片层，这些多层需要通过剥离工艺一层层分离开。所幸目前科学家已发现透过超声波技术，可帮助黑磷克服这项问题。据国外媒体报道，都柏林三一学院的材料学家最近成功解决了这个问题。他们发现，通过将黑磷浸没在溶液中，然后用声波轰炸它，而不是通过层层剥离，可以达到同样的效果，并且整个过程更容易、更便宜。结果：层状结构松动分离，得到只有几个原子厚的黑磷片层。
 

　　有业内人士预计，黑磷有望借此技术向半导体材料迈出重要一步，取代石墨烯也并非没有可能。黑磷是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。白磷是一种白色蜡状固体，遇光会逐渐变黄，所以又叫黄磷。也就是说，黄磷产品只要用适当的技术手段就能转化成黑磷，这可比获取石墨烯的成本和难度要低得多。黑磷有望成为新的热门半导体材料。

　　研究人员表示，虽然黑磷纳米片已经通过液体剥离量产，此法仍然存在问题，主要是因为黑磷纳米片不稳定，会与水或氧气反应。必须通过有效途径，液体环境稳定剥离纳米片，防止氧化。N-环己基-2-吡咯烷酮经实验证实，就是研究人员要找的溶液，N-环己基-2-吡咯烷酮已在电子制造领域广泛应用。

　　磷作为元素周期表中第十五号元素，其化合物通常具有化学发光性质，或者通过化学反应产生大部分无热光。而黑磷的确是黑色的，却不像它的同素异形体能发光，但它对光线的分散效果确实非常好，甚至优于石墨烯。正因为如此，黑磷非常适合应用于光电领域，有望替代石墨烯，成为下一个新材料明星。

责任编辑：李玲珊

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