二維晶體材料家族再添新成員—黑磷。中國科學(xué)家最近成功制備出基于新型二維晶體黑磷的場效應(yīng)晶體管器件，這是國際科學(xué)界繼石墨烯（其發(fā)現(xiàn)者獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）之后的又一重要進(jìn)展，其在納米電子器件應(yīng)用方面具有極大潛力。該成果發(fā)表在最新一期國際學(xué)術(shù)期刊《自然·納米科技》上。

       場效應(yīng)管是現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)型器件，其傳統(tǒng)原材料是硅，但硅的制造工藝正逼近“天花板”。此后，單層原子厚度的石墨烯被發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著二維晶體成為一類可能影響未來電子技術(shù)的新型材料，然而二維石墨烯的電子結(jié)構(gòu)中不具備能隙，無法實(shí)現(xiàn)電流的“開”和“關(guān)”，弱化了其取代計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體開關(guān)的前景。科學(xué)家們探索并提出了幾種替換材料，如單層硅、單層鍺，但這些材料都不穩(wěn)定，不利于應(yīng)用。近年來，科學(xué)家們努力尋找新型材料，希望進(jìn)一步提高場效應(yīng)管的性能。

       針對上述挑戰(zhàn)，中國科技大學(xué)陳仙輝教授課題組與復(fù)旦大學(xué)張遠(yuǎn)波教授、封東來教授和吳驊教授課題組合作，成功制備出基于具有能隙的二維黑磷場效應(yīng)晶體管。實(shí)驗(yàn)顯示，這種材料厚度小于7.5納米時(shí)，在室溫下可得到可靠的晶體管性能，漏電流的調(diào)制幅度在10萬量級，電流-電壓特征曲線展現(xiàn)出良好的電流飽和效應(yīng)。這些性能表明，其在納米電子器件應(yīng)用方面具有極大潛力。