黑磷高速數據通信中的“潛力股”

　　Minnesota大學的研究人員目前正在探索黑磷的光電子功能。在提高光學電路的效率方面，二維黑磷片層存在狹窄但有限的能帶，這顯著提高了光學電路與光的反應能力，數據速度可達到每秒三十億位，這相當于我們可以在30秒內下載完成一部標準的高清電影。

　　在快速發展的二維材料中，一種被稱為“黑磷”的二維形態磷正逐漸引起人們的關注。

　　和其它二維材料相似，黑磷具有固有能隙，這也是其相對于石墨烯的主要優勢。因此基于黑磷的大多數研究旨在將其應用于發展電子器件，如場效應晶體管。

　　與上述思路不同，Minnesota大學的研究人員目前正在探索黑磷的光電子功能，以證明其在使用納米光學電路的高速數據通信中的潛在應用。

　　黑磷可以說是新的“奇跡材料”，研究者稱：在提高光學電路的效率方面，黑磷可超越先前的統領者石墨烯。

　　“在石墨烯被發現后，持續涌現出許多具備新穎光電功能的二維材料”，帶領研究團隊的李教授在發布會上如是說，“由于這些材料是二維的，將它們與平面光學集成電路一起置于芯片上，可實現光反應的最大化并最大限度發揮它們的奇特性能”。

　　在Nature Photonics期刊發表的一項研究中，研究團隊用硅材料制出復雜的光學電路，然后將一薄層黑磷片材置于這一結構上。

　　研究人員僅僅通過將黑磷附加在硅基板上，就能實現片上檢測中鍺基光學電路所能達到的性能水平。該高性能水平的實現歸功于二維黑磷片層存在狹窄但有限的能帶，這顯著提高了光學電路與光的反應能力。

　　讓鍺在硅基光學電路上生長十分困難，但是黑磷可以進行分離生長然后再附加在硅基電路或其他材料上。

　　研究表明黑磷基光電探測器可以通過光導纖維實現光學數據的高速傳導。在展示中，數據速度可達到每秒三十億位，這相當于我們可以在30秒內下載完成一部標準的高清電影。

　　“雖然我們的設備已經顯示出非常高的運作速度，但我們仍希望通過進一步的優化提高傳輸速度，”本研究的第一作者Nathan Youngblood在發布會上說，“我們是利用黑磷制造高速光電探測器的先驅者，還需要進行許多工作來為一個完全優化的設備確定理論上的極限。”