西安交大研究團隊合成了宏觀尺寸的紫磷單晶

　　石墨烯的發現引發了二維材料研究熱潮，并獲得諾貝爾物理學獎。二維磷烯由于彌補了石墨烯沒有帶隙這一天然缺陷，且具有高電荷遷移率，使磷二維材料重新成為研究熱點。類似于碳，磷也具有復雜的相圖結構，存在多種同素異形體。其中，白磷是磷最活潑的一種同素異形體，而黑磷一直以來被認為是磷最穩定的同素異形體；紫磷或者希托夫磷是磷的另一種層狀的同素異形體，圖爾恩和克雷布斯在1969年給出了紫磷的晶體結構。

紫磷及紫磷烯示意圖

　　但是，至今都沒有可靠的實驗數據確定紫磷的合成及其晶體結構，所有的理論研究都以圖爾恩和克雷布斯給出的結構為基礎進行計算。為此，甚至很多研究者認為紫磷可能只是一種中間結構，根本無法合成出來。

　　近日，西安交通大學電氣學院電力設備電氣絕緣國家重點實驗室新型儲能與能量轉換納米材料研究中心在實驗室博士生張麗輝和副教授張錦英在《德國應用化學》上發表研究成果，表明他們合成了宏觀尺寸的紫磷單晶，并在實驗上確定了紫磷的晶體結構為單斜P2/n（a=9.210, b=9.128, c=21.893 ?, β=97.776°），單個晶胞有84個原子，同時通過聲子譜證明了圖爾恩和克雷布斯給出的結構的不合理性。

　　此外，該研究發現紫磷結構才是最穩定的磷的同素異形體，其分解溫度達到512℃以上，比黑磷高出52℃；并首次通過機械剝離和液體剝離得到紫磷烯。