北京时间07月16日消息，中国触摸屏网讯，国际半导体技术蓝图(ITRS)持续寻找矽替代材料的行动备受全球瞩目，业界期望能找到一种能以2D实现超高速的理想导电材料。石墨烯及其衍生版本碳奈米管(CNT)一直是最被看好的热门技术，但黑磷在光子学应用上也已经展现优于石墨烯的性能。

    本文来自：http://www.51touch.com/material/news/dynamic/2015/0716/37005.html

    最近，加拿大麦基尔大学(McGill University)与蒙特利尔大学(Universite de Montreal)的研究人员们宣称，2D单层的黑磷——磷烯(phosphorene)，能够展现优于石墨烯以及矽的纯粹电路电子特性。

    2D导电材料的优点在于能在室温下实现趋近超导速度，加上极其适用于延伸ITRS开发蓝图——未来将需要原子级单层延续摩尔定律(Moore's Law)进展。遗憾的是，任何材料的原子单层都十分易碎，因而必须找到能够沈积多层而且是2D形式的导电材料。

    “我们的研究显示可以诱导电子在多个2D形式的黑磷原子层中移动，”麦基尔大学教授Thomas Szkopek解释，“就纯科学的理由来看，我们仍然不知道电子如何在有限的2D中移动的细节；而在技术方面，这是因为电子元件在电子受限于2D时所展现的功能更好。”
    在室温下，磷烯的电子迁移率已经被测定可达到矽(2700cm2??/Vs)的2倍，而在冷却时(3900cm2/Vs)更高达将近3倍，预计在针对相容基板与电极最佳化后，还可达到更高的电子迁移率。其缺点是黑磷单层一直表现得不够稳定，除非能够隔离于正常大气环境的保护之中。不过，麦基尔大学的研究人员们认为这并不算是太严重的问题，因为他们已经发现2D电子在黑磷中移动时甚至可穿透多层导电材料。

    “大家都知道黑磷的稳定度不足，除非采取隔离于环境的预防保护措施。再者，黑磷单层越薄，就越不稳定。”Szkopek指出，“但根据我们的观察，其实并不需要在黑磷单原子层看到2D的电子运动，这对于未来的黑磷元件开发具有重要的实质意义。”

    为了证明这个观点，研究人员们将黑磷制造成量子阱场效应电晶体(FET)裸晶，它能够以超过100,000的电流定值轻松地导通与断开。即使这种材料采用多层制造，研究人员们也能利用磁致传输测量展现2D载体。此外，研究人员们还预测这种磷烯FET能够以极低电压作业，实现低功耗作业。

    未来，研究人员将以最佳的磷烯层数与最佳介电质进行实验，期望能制造出磷烯FET与最佳金属触点。除了最佳化，研究人员们并计划研究如何在晶圆厂中大规模制造这种材料的方法。

    麦基尔大学教授Guillaume Gervais、蒙特利尔大学教授Richard Martel也参与了这项研究。该研究中的磁场实验是在佛罗里达州的国家高磁场实验室进行；该实验室由美国国家科学基金会(NSF)、佛罗里达州以及美国能源部(DoE)共同赞助支持。

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