近日，中國科學院深圳先進技術研究院材料界面研究中心李佳副研究員與喻學鋒研究員等在材料學領域的著名刊物Small Methods上合作發表了題為“Optical and Optoelectronic Properties of Black Phosphorus and Recent Photonic and Optoelectronic Applications”的綜述文章(DOI: 10.1002/smtd.201900165)，歸納總結了近幾年黑磷在光子學、光電子學領域的材料特性探索與器件應用研究。
二維黑磷是近年來脫穎而出并受到廣泛關注的新型半導體材料。憑借優異的光子學及光電子學材料特性，黑磷在各類光子和光電器件應用中表現出優異潛力。首先，黑磷具有靈活可調的直接帶隙，這為光電器件提供了從可見跨越至中紅外的寬光譜高效光電響應。其次，從晶體管器件的遷移率和開關比這兩個關鍵性能來考慮，黑磷填補了石墨烯和過渡金屬二硫化物之間的空隙，為晶體管器件提供了理想的平衡性能。不僅如此，黑磷的面內各項異性對材料的電學、光學以及機械性能等具有極大影響，從而為深入探索新穎的光電基本原理以及實現光電器件新功能應用提供了一個優秀平臺。因此，近年來針對黑磷光子學及光電子學特性的基礎研究與應用開發，已成為相關學者研究的熱點。
本綜述文章首先介紹了黑磷的研究歷史及材料結構特征，以此為基礎，對二維黑磷的光學基本特性包括光吸收、光致發光、光生電流、三次諧波、光生載流子動力學以及電光調制的研究進行了全面歸納和介紹，并討論了二維黑磷面內各向異性帶來的新穎光子學和光電子學特性及應用，對于黑磷相關的各類光子學和光電子學器件應用做了完整的概括。本文作者也基于他們對這一領域的理解，指出了未來二維黑磷光電應用的前景和挑戰。
黑磷的光學和光電子學性質
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