柏林亥姆霍兹实验室发现第五种磷的同素异形体：蓝磷

磷在自然界有几种不同的存在形式（或同素异形体），包括白磷、红磷、紫磷和黑磷。几年来，科学家们预测第五种的同素异形体应该是可能存在的，但还没有得到证实。现在，德国的研究人员已经设法证明这种新的同素异形体确实存在，称之为蓝磷，并描述了它的不同性质。

磷是一种丰富的元素，在生物和技术中起着相当重要的作用。它是生命必需品清单上仅有的六个元素之一，它在太阳系之外星球上的稀有性，这给那些寻找外星生命的人带来了麻烦。红磷可能是最有名的，在火柴盒的点火条上会使用，而挥发性白磷曾经被用于炸药。与此同时，黑磷作为“新硅”开始在电子产品中显得非常实用。

但显然这不是整个磷家族。在2014年，研究人员认为存在一种新形式的磷元素，称为蓝磷，也应该是稳定的，并且在理论上可能是一种有效的半导体，如黑磷和石墨烯。2016，蓝磷在实验室中成功地被制造出来，但是它的自身有关信息仍然不能确定。

现在，来自柏林亥姆霍兹（HZB）实验室的人员已经研究了这种物质，并确认它是预测的新的磷同素异形体。通过将材料蒸发到金衬底上，研究小组发现磷原子以蜂窝状排列，类似于石墨烯。但是，晶格不是“平”的，而是因为原子在下方的金原子周围排列。

这改变了电子穿过材料的方式，这使得蓝磷的电子性质不同于黑磷。利用角分辨光电子能谱，该小组测量了电子在材料价带中的分布，发现它的带隙至少为2电子伏特，比散装黑磷大七倍以上。在电子技术中，宽的带隙允许半导体在更高的电压和温度下工作。

该研究的作者Oliver Rader说：“到目前为止，研究人员主要使用大量的黑磷来剥落原子上很薄的层。它们还显示出大的半导体带隙，但不具有蓝磷的蜂窝结构，并且最重要的是，不能直接在基板上生长。我们的工作不仅揭示了这种新的二维磷同素异形体的所有材料特性，而且突出了支撑衬底对蓝光中电子的行为的影响，这是任何光电应用的基本参数。”

这项研究发表在了《Nano Letters》杂志上。


原文题目：Newly-discovered blue phosphorus could be the next 2D wonder material，原文来自：newatlas，由材料科技在线团队编译。