黑磷是一種具有獨特物理和化學性質的磷的同素異形體,具體特性如下:
物理特性。黑磷是黑色且有金屬光澤的晶體,它的密度為2.70g/cm³,硬度為2。黑磷的晶格由雙原子層構成,每層內含有曲折的磷原子鏈,在這些鏈中,P—P—P鍵角為90°,磷一磷鍵距為2.17埃。黑磷在結構上與石墨相似,呈現黑色、片狀,並能導電,其層狀結構中的聲子、光子和電子表現出高度的各向異性。
化學特性。黑磷是反應活性最弱的磷的同素異形體,在空氣中不會自燃,它具有正交結構,黑磷在空氣中是穩定的。
電學特性。黑磷是一種半導體材料,具有高載流子遷移率,其值可達2000 cm²/V·s,黑磷的帶隙可調,隨著晶體厚度的變化,其能帶結構和電學性質也會發生變化。
光學特性。黑磷在可見光和紅外波段具有寬光學吸收範圍,對光偏振、薄膜厚度和摻雜非常敏感,黑磷光電電晶體在紅外和可見光中表現出高光譜檢測性。
套用。由於其獨特的物理和化學性質,黑磷在電子薄膜、紅外線光電子技術、光電探測器、可穿戴柔性器件等多個領域具有廣泛的套用前景。
此外,黑磷可通過液相剝離製備,且在真空中加熱到400℃時可以升華。