黑磷可能会刺激下一波微型晶体管

黑磷谷，有人要吗？几年来，科学家们一直在寻找在芯片上塞入更多晶体管的方法，研究石墨烯的潜力，但石墨烯并不是唯一的二维材料。麦吉尔大学(McGill University)和蒙特雷尔大学(Universityéde Montréal)的研究人员对另一个有希望的候选者提供了洞察力，这可能有助于芯片设计者跟上摩尔定律的步伐-黑磷。

石墨烯是一种单原子厚的材料，具有很高的导电性，但作为一种零禁带半导体，它的作用就像金属一样。这意味着由这种材料制成的晶体管不能很容易地开启和关闭。

黑磷也可以被分成一个原子的厚层，称为磷烯。与石墨烯不同，磷烯是一种半导体，可以很容易地开关。这一特性可以大大降低给晶体管供电所需的能量，进而降低它们产生的热量。

这项新研究的资深作者、副教授托马斯·斯科佩克(Thomas Szkopek)说，晶体管薄的时候工作效率更高，因为电子只在两个维度上运动。没有什么比一层原子更薄了。

不过，这里面有个问题。当接近这种二维态时，黑磷就会受到光的破坏，这就给单层晶体管的制造带来了麻烦。

在世界上功率最高的磁铁实验室--佛罗里达州的国家高磁场实验室进行的实验中，研究小组发现，即使是在较厚的黑磷片中，电子仍然只在两个维度上运动。

Szkopek说，在这些结果中令人惊讶的是，即使电子占据的体积是几个原子层的厚度，它们也能够被拉入一张二维的电荷片中。

2D电子结构独立于2D原子结构的发现可能会对大规模制造材料产生影响，尽管这可能还有一段路要走。

世界各地对黑磷产生了巨大的兴趣，“Szkopek说。“我们距离在商业产品中看到原子层晶体管还有很长的路要走，但现在我们已经更近了一步.”