隨層數(shù)可調(diào)的帶隙
體相黑磷具有直接帶隙(0.3 eV),隨著層數(shù)減少,帶隙逐漸增大,單層帶隙寬度可達(dá)1.7 eV,且少層黑磷和體相黑磷帶隙隨溫度呈現(xiàn)不同溫度依賴關(guān)系。
光學(xué)特性
二維黑磷晶體對入射光非常敏感,光譜響應(yīng)范圍可涵蓋整個可見光到近紅外區(qū)域,如用于構(gòu)造光電探測器件,探測光譜范圍寬,且具有較快的光相應(yīng)速度,呈現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能。
強(qiáng)面內(nèi)各向異性
由于黑磷晶體結(jié)構(gòu)的不對稱性,其在光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)等方面表現(xiàn)出獨(dú)特的面內(nèi)各向異性。例如,黑磷晶體在armchair和zigzag方向上,楊氏模量、斷裂應(yīng)變和電導(dǎo)率的比值分別為2.2,1.94和1.93。
高載流子遷移率
二維黑磷晶體場效應(yīng)晶體管具有超高且隨厚度可調(diào)的載流子遷移率。通過h-BN將黑磷包覆制備的場效應(yīng)晶體管,室溫和2 K低溫下其空穴遷移率可分別高達(dá)5200和45000 cm2/Vs。
力學(xué)特性
單層黑磷晶體具有負(fù)泊松比,沿zigzag和armchair方向楊氏模量可分別高達(dá)58.6±11.7 GPa和27.2±4.1 GPa,拉伸應(yīng)變可分別高達(dá)27%和30%,呈現(xiàn)出極佳的柔韌性。