作為剛剛興起兩三年的新材料，石墨烯行業尚處于資本和產業“群雄逐鹿”時代。然而，另一種新型單元素二維原子晶體材料——黑磷被發現，與石墨烯類似，黑磷具有諸多優異特性，故被稱為比肩石墨烯的“夢幻材料”。黑磷的研究和應用才剛開始，其非線性光學特性被國內外多家單位證實并應用于超快激光的產生中。可以預見不久的將來，它將成為“第二個石墨烯”。 那么，我們來了解一下黑磷究竟是什么東西？

　　1、黑磷是什么?

　　黑磷，元素周期表第15位，元素符號P。黑色有金屬光澤的晶體, 它是用白磷在很高壓強和較高溫度下轉化而形成的。

　　2、黑磷的屬性？

　　黑磷具有正交結構且是反應活性最低的磷同素異形體。其晶格是一個相互鏈接的六元環，每個原子都與其他三個原子相連 。黑磷在常溫常壓下是一種熱力學穩定的磷的同素異形體，因此黑磷難以制備，一般是通過將白磷在高壓條件下(12 000 atm) 加熱制得。黑磷呈現黑色、片狀，并能導電，鏈接原子呈褶皺的片狀。在層狀黑磷結構中的聲子、光子和電子表現出高度的各向異性，在電子薄膜和紅外線光電子技術上有重大潛在應用價值。

　　常見的黑磷有四種：斜方、菱形、立方和無定形。無定形的黑磷在125℃向紅磷轉變。黑磷具有類似石墨的片狀結構（波形層狀結構）。層之間的鍵合比層內的鍵合弱，與石墨相似，具有導電性。這類晶體的本質特征不僅晶體內有共價鍵還有離域鍵和范德華力。有些科研機構對黑磷的插層性能進行研究。

　　將白磷在高壓下，或在常壓用汞作催化劑，和以小量黑磷作為晶種的情況下，在493~643開爾文下加熱八天，即可得到鋼灰色的同素異形體——黑磷。

　　3、黑磷與石墨烯區別？

　　與石墨烯最大不同在于，黑磷存在能隙，而石墨烯沒有。那能隙是什么呢？在半導體中，由于能隙的存在，半導體只有吸收足夠的能量才會呈現出另一種狀態，即在半導體原件中可以表示0和1。如果沒有能隙存在，就很難表示數字電路中的邏輯狀態。

　　4、黑磷的制備及成本？

　　黑磷難以制備，難以保存。目前只有一種制備方法，就是將紅磷在高溫高壓下形成黑磷，然后將黑磷剝離成可制備納米材料的原子厚度的薄片，但由于溫度和壓力不易控制，合成黑磷的成功率不高。而更不幸的是，黑磷暴露在空氣中后，就會和空氣中的水蒸氣和氧氣反應，性能就會大打折扣。所以同石墨烯一樣，黑色的磷也不容易大量生產。如果解決了這些問題，硅時代可能就要改名叫黑磷時代了。

　　黑磷將來能否實現在電子學和光子應用很大程度上取決于是否發展出能夠可靠、大規模合成制備二維黑磷的方法。二維黑磷的制備分為兩部分,首先是塊狀黑磷的制備,其次是二維黑磷的制備。

　　獲得高質量的二維黑磷是最為關鍵的制備環節,研究的思路類比于結構相似的石墨烯制備,主要的研究集中于近兩年。所以二維黑磷的制備仍在研究初步階段,產業化尚需時日。目前制備二維黑磷的方法主要有三種:機械剝離法、液相剝離法、脈沖激光沉積法,其中機械剝離法是最常用的方法。

　　5、黑磷的未來應用前景？

　　2014 年以來,黑磷由于其優異的性能,開始獲得廣泛關注,甚至被認為能與石墨烯相媲美的二維原子材料。二維黑磷最特別的價值體現在它與其他二維材料材料不同的三個方面。

　　(1)光學性質方面:研究顯示,黑磷在近紅外以及中紅外光電器件領域,如光探測器、調制解調器、發光二極管,有應用潛力。此外,單層的黑磷光響應波段能夠包含較廣的范圍,并且能夠和電磁波發生強烈的相互作用,能夠在醫藥、國防、通信、夜視、熱成像技術和近紅外、中紅外以及可見光區的光通信等領域有重要應用。

　　(2)電學性質方面:黑磷具有較高的遷移率/開關比,使其能應用到石墨烯力所不及的場效應晶體管中。目前,第一代的高速黑磷晶體管受益于黑磷獨特的帶隙性質帶來的良好電流飽和性能,在電壓和功率增益上顯示出優越的電子輻射頻率。未來預期在納米電子學器件會有更大的應用。在電子設備中或許有更多的應用：晶體管、傳感器、太陽能電池、開關、電池電極等。其中一些應用已經被測試，效果非常好。

　　(3)平面內各向異性:黑磷最獨特的性質是平面內很強的各向異性,其正交晶系的D2h 點群中,沿著縱向的鋸齒型的有效載流子是沿著橫向結構的十倍。這一性質使得黑磷用于設計新型的電子學和光子學器件成為可能,新的研究方向已在探索中。目前,研究者已經開始探索黑磷等離子器件外加光電子的獨特偏振性質,以及在熱電器件上的應用。

　　6、相關黑磷概念股及公司？

興發集團

　　宜昌興發集團有限責任公司：是國內最大的磷礦資源企業之一，目前公司磷礦石儲量約2億噸左右，同時還有部分礦山處于探礦階段。

　　公司地處湖北省宜昌市，宜昌市是我國磷礦富集帶，是全國五大磷礦基地之一，資源儲量位居全國第二。

　　2015年公司收購了遠安吉星化工45%的股權和堯治河橋溝礦業50%的股權，與斯帕爾化學簽署了楓葉化工少數股權收購意向協議，進一步增加公司磷礦資源權益。

　　2016年8月19日，興發集團正式公告投資組建成立湖北中科墨磷科技有限公司。該公司將與中國科學院深圳先進技術研究院聯合組建實驗室，共同開展黑磷及其相關產品研發。

六國化工

　　安徽六國化工股份有限公司：是華東地區規模最大的磷復肥和磷化工一體化專業制造企業。

　　公司主要生產基地坐落于長江沿線，直通湖北宜昌磷礦供應地，具備“酸肥結合”、“礦肥結合”的生產要素稟賦優勢。公司參股的宜昌明珠磷化工業有限公司，地處中國磷產區三大中心之一。

　　很早就已發展成為年產磷礦石35萬噸，年生產礦粉8萬噸，12萬噸礦加工能力的規模型自營出口企業。母公司旗下的宿松六國礦業擁有豐富的磷礦資源，其北沖礦區采礦許可證設計年產磷礦原礦56萬噸。

云天化

　　云天化集團有限責任公司：公司是中國目前最大的磷礦采選企業，生產規模位居全國第一，公司子公司磷化集團是國家重點化學礦山企業，國家級云南磷復肥基地的磷礦采選基地。

澄星股份

　　江陰澄星集團：已經獲得采礦權或探礦權的磷礦資源儲量超過1.26億噸，已獲采礦權證的核定年開采量110萬噸。

　　公司已經成為國內擁有磷礦資源最多的磷化工企業之一。我國磷礦資源主要在西南云貴川地區，而精細磷化工產品的消費市場主要在沿海地區和國際市場。

　　公司黃磷生產基地位于云南，而精細磷化工生產基地位于長江三角洲和廣西欽州港，交通運輸便捷，靠近目標市場。

湖北宜化

　　湖北宜化：公司全資子公司宜化肥業持有華瑞礦業82.54%股權。華瑞礦業所屬卡哈洛磷礦探明磷礦資源儲量12285.1萬噸，公司擁有采礦許可證的磷礦石開采能力已達到130萬噸/年。

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