新材料黑磷
二维(2D)材料被预期将在国际半导体技术蓝图(ITRS)所指的2028年硅材料末日接棒,其中知名的就是石墨烯(graphene);科学家们也正在研究其他“梦幻材料”,包括过渡金属硫化物(transition metal dichalcogenides,TMD),如二硫化钼(molybdenum disulphide,MoS2)。现在又有一种新的2D材料──黑磷(black phosphorus)──被视为能解决石墨烯的一些问题。
黑磷没有石墨烯的缺点──石墨烯缺乏能隙(bandgap)而且与硅不相容;与硅的相容性可望促进硅光子元件(silicon photonics)技术的发展,届时各种芯片是以光而非电子来传递数字信号。率领该研究团队的美国明尼苏达大学教授李默表示:“我们首度证实了晶体黑磷光电探测器(photodetector)能被转移到硅光子电路中,而且性能表现跟锗(germanium)一样好──这是光电探测器的黄金标准。”
磷在自然界是一种具备高度活性反应的物质──这也是为何它们被用来制造火柴──不过将磷在烤箱中以精确的温度烘烤后,它的颜色会变黑,不但性质变得非常稳定,还转变成一种纯晶体型态,能剥离到硅基板上。明尼苏达大学的研究人员使用20个单层(monolayer)的黑磷打造第一款元件证实其光学电路,据说可达到3Gbps的通讯速度。
黑磷超越石墨烯的大优点就在于拥有能隙,使其更容易进行光探测;而且其能隙是可通过在硅基板上堆叠的黑磷层数来做调节,使其能吸收可见光范围以及通讯用红外线范围的波长。此外因为黑磷是一种直接能隙(direct-band)半导体,也能将电子信号转成光;李默表示:“我们的短期目标之一是制作黑磷电晶体,而长期目标则是在硅晶片中实现黑磷雷射元件。”
李默声称,目前正被研究中的各种2D材料里,黑磷的可调节能隙特性与其他材料也拥有的高速运作性能之间,并没有严重的折衷(trade-off)问题,这使得该种材料在上述两个条件都是“表现佳”。赞助此研究案的单位包括美国空军科学研究所(ir Force Office of Scientific Research)以及美国国家科学基金会(NSF)。
扩展阅读:https://www.yingjietex.com/product/Twist-Satin-with-Jacquard-Fabric.html
扩展阅读:https://www.alltextile.cn/product/product-22-155.html
扩展阅读:https://www.alltextile.cn/product/product-14-574.html
扩展阅读:https://www.china-fire-retardant.com/post/9268.html
扩展阅读:https://www.china-fire-retardant.com/post/9577.html
扩展阅读:https://www.yingjietex.com/product/Polyester-OXFORD-Fabric-3.html
扩展阅读:https://www.yingjietex.com/product/Semi-dull-Nylon-taffeta-Fabric.html
扩展阅读:https://www.alltextile.cn/product/product-56-468.html
扩展阅读:https://www.alltextile.cn/product/product-73-230.html
相关文章
- 2026年10月24日·每日面料行业简报·当日面料行业要闻
- 基于本质阻燃纤维的轻量化消防战斗服面料:TPP值≥35cal/cm²且单层热防护性能匹配传统四层结构的技术方案
- 新能源汽车电池舱专用永久阻燃隔热面料:满足UL94 V-0标准且可耐受800℃瞬时高温的适配设计
- 高铁/航空舱内用永久阻燃装饰面料:符合GB 8624 B1级且燃烧烟密度等级≤75的技术要求
- 金属焊接场景用永久阻燃防护面料:抗1500℃熔融飞溅黏附且极限氧指数LOI≥34%的性能设计
- 石油化工防爆区永久阻燃防静电复合工装面料:点对点电阻10⁶~10⁸Ω且续燃时间≤2s的功能匹配
- 酒店/剧院等公共场所软装用永久阻燃面料:经50次工业洗涤后LOI衰减率<5%的耐久性方案
- 森林防火服专用永久阻燃外层面料:芳纶混纺LOI≥29%+远红外隔热层的技术适配
微信收款码