深圳新闻网讯 记者从深圳大学获悉，该校二维材料光电科技国际合作联合实验室的张晗特聘教授团队与中科院深圳先进技术研究院喻学锋研究员团队和武汉大学廖蕾教授团队合作，在二维黑磷领域取得新进展，通过金属离子修饰的方法制备出高稳定性且高性能的黑磷晶体管。该成果最近以论文的形式发表在材料学领域的权威刊物《Advanced Materials》上，引发业界关注。
黑磷是一种类石墨烯的新型二维材料，由于它拥有可控调节的能隙，可将电子信号转成光信号，具备一些石墨烯所不具备的特性，故被视为一种新的超级材料，在晶体管、光电器件、催化和生物医学领域拥有巨大应用潜力。然而，黑磷的不稳定性限制了其在很多领域深入的研究和应用。在黑磷国际研究刚刚起步阶段，张晗和喻学锋就带领团队率先成功建立了针对“黑磷”的液相制备新方法，还利用黑磷成功实现了对光纤激光器的锁模，并在“薄层黑磷的大批量制备”上取得了突破，成为黑磷这一新型二维材料光学领域研究的领头人。
然而，如何在增强稳定性的同时，保持甚至提高黑磷的电学性能是当前该领域所面临的一个关键难题。在本项研究中，研究团队发明了一种金属离子修饰黑磷的方法，通过阳离子-π相互作用，在溶剂中自由分散的金属阳离子（如银离子）可以自发的吸附到黑磷的表面，钝化黑磷中磷原子的孤对电子，进而极大提高了黑磷片层的稳定性。由于金属离子和黑磷之间是一种较弱的超分子相互作用，金属离子对黑磷的修饰过程较之前开发的化学方法更加可控，而且普适性更高，除银离子外，镁离子、铁离子、汞离子都可以实现对黑磷稳定性的增强和半导体特性的调控。这种技术为制备高稳定性且高性能黑磷晶体管提供了一种简单有效的新方法，并且可极大拓展黑磷在各种电子和光电器件领域的应用。
此项研究得到了国家自然科学基金、深圳市孔雀团队、深圳市基础研究布局等项目资助。（记者 马璇）