《先进功能材料》:黑磷或将成“第二个石墨烯”,未来应用前景广泛

2025年08月20日 阅读量:341

元素百科最近,我从深圳大学了解到,由深圳大学-新加坡国立大学光电协同创新中心教授张韩领导的深圳孔雀创新团队首次开发了基于黑磷的光纤锁模激光器,获得了超短脉冲激光的输出信号。

黑磷“第二石墨烯”的特点

近年来,随着石墨烯工业的蓬勃发展,发现了另一种新型单元素二维原子晶体材料——黑磷。与石墨烯类似,黑磷具有许多优良的特性,因此被称为与石墨烯相媲美的“梦想材料”。张韩透露,黑磷的研究和应用才刚刚开始,其非线性光学特性已被国内外许多单位证实并应用于超快激光的生产。可以预见,在不久的将来,它将成为“第二石墨烯”。

今年5月,张韩团队发现黑磷具有宽带饱和光吸收特性,波长范围可覆盖可见光到中红外波段。在激光领域,具有饱和吸收特性的设备是建立超短脉冲激光器的关键。黑磷的发现为中红外超快光学设备的研发提供了可能性。该研究结果于2015年10月发表在国际期刊《先进功能材料》上。

黑磷可以解决石墨烯的问题

张韩说,研究表明,石墨烯是一种具有超高电子迁移率和宽带光吸收特性的无间隙半金属半导体材料。然而,无间隙的能带结构限制了石墨烯在光电领域的应用和发展。黑磷最大的特点是直接间隙随着层数的变化而变化,这只是解决了困扰石墨烯的问题。

早在2014年,复旦大学的张远波团队就利用少层黑磷实现了高速场效应管的应用尝试,为黑磷的广泛研究拉开了序幕。

黑磷的应用并不局限于光电领域,它在生物医学领域也有优势。为此,张韩与中国科学院深圳先进技术研究所研究员余学峰、香港城市大学教授朱建浩合作,成功开发了一种新型的超小黑磷量子点,并将其作为肿瘤治疗的光热制剂。

                                                                                                       责任编辑:qxl

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