中国粉体网讯　　磷烯有望超越石墨烯，成为矽的最佳替代材料，并创造无限商机。相对于石墨烯，磷烯具有导热性和导电性的各向异性，这种各向异性在设计高效电晶体或者热电子装置时，将会有很大帮助，因此未来可望取代石墨烯，成为矽的最佳取代材料。不过，磷烯非常容易和空气中的水气与氧气产生反应，如何将磷烯与空气严密隔绝，将会是该材料能否大量应用的关键。

黑磷可制备出超薄黑磷，即本文所称的磷烯。相比于其他二维材料，如石墨烯、MoS2等，磷烯材料的各项参数虽然不是最佳，但其各项指标都相对平衡，因此保证磷烯材料具有良好的特性。同时，磷烯具有可调节能隙的特性，使其具有更为广阔的应用范围，例如电晶体、储能、超级电容、记忆元器件和太阳能发电等，因此磷烯吸引了广泛的关注。

另外，磷烯与石墨烯最大不同在于，磷烯存在能隙，而石墨烯没有。在半导体中，由于能隙的存在，半导体只有吸收足够的能量才会呈现出另一种状态，即在半导体原件中可以表示0和1。如果没有能隙存在，就很难表示数位电路中的逻辑状态。

磷烯的能隙大小还可通过黑磷层数进行微调，其能隙电压可以控制在0.3～2.0伏特范围内。这个覆盖层数几乎涵盖了最近发现的所有二维材料的能隙电压，而且可作为其他不同物质之间间隙的连接桥梁。

另一方面，能隙作用除了实现以上功能，还对材料的光电特性有影响。美国明尼苏达大学光子学专家Mo Li指出，光电特性包括光的吸收、发射和调变。半导体材料的光学性能主要依赖于能隙的大小。黑磷的能隙范围意味着它可以吸收0.6～4.0微米波长的光，如果换算成颜色，其覆盖范围在可见光到红外线区间。这个光谱范围是黑磷在光感测器应用的关键。

Mo Li的研究小组已制作一个基于磷烯的光感测器，这个感测器每秒能够转换三十亿位元的光信号；而韩国成均馆大学的科学家最近也透过结合不同材料调整磷烯的能隙电压值，制作出的电晶体非常接近现在常见的矽晶片结构。

不过，磷烯材料的制备及保存是相当大的挑战。目前只有黑磷一种制备方法，就是将红磷在高温高压下形成黑磷，然后将黑磷剥离成可制作奈米材料，厚度只有原子尺度的薄片。

值得注意的是，黑磷本身的性质虽然相当稳定，但制作成薄片之后，却非常容易和空气中的水蒸气和氧气反应，进而降解消失。因此，若想用使用磷烯，须先克服上述问题。目前科学家已采用惰性材料来保护磷烯，延长磷烯在空气中的使用时间。事实上，很多二维材料都有类似的问题，石墨烯是少数不怕氧气与水气，可以在空气中自然存在的例外之一。