黑磷（BP）是一种具有高迁移率和可调直接带隙的半导体，已成为下一代电子和光电子领域传统硅基器件的有效替代品。而生长大规模、高质量BP膜的能力是可扩展集成应用的先决条件，但由于其难以控制的成核条件，使其仍极具挑战性。近日，武汉大学He Jun、中国科学院Zhang Kai、湖南大学Pan Anlian报道了原料持续释放生长单晶黑磷及其合金薄膜。

本文要点：

1) 作者开发了一种持续的原料释放策略，即通过促进低成核速率下的横向生长模式来实现亚厘米大小的单晶BP膜生长。得到的单晶BP薄膜具有高晶体质量，并且具有优异的场效应电特性，以及可以观察到明显的Shubnikov–de Haas振荡，低温时的迁移率高达~6500 cm² V⁻¹ s⁻¹。

2) 作者将这种方法进一步扩展到单晶BP合金膜的生长，即在室温下将BP的红外发射范围从3.7μm拓宽到6.9μm。该工作将极大地促进基于BP家族材料的高性能电子和光电子的发展。

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Cheng Chen et.al Growth of single-crystal black phosphorus and its alloy films through sustained feedstock release Nature Materials 2023

DOI: 10.1038/s41563-023-01516-1

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01516-1