液相剥离法制备原子层黑磷

液相剥离法是制备原子层黑磷的一种重要方法，其原理是基于化学溶剂与黑磷之间的相互作用。当溶剂的表面能与黑磷相匹配时，溶剂分子能够插入黑磷的层间，在超声等外力作用下，削弱层间的范德华力，从而实现黑磷的逐层剥离，得到原子层厚度的黑磷纳米片。

在实际操作中，首先要选择合适的溶剂，如 N - 甲基吡咯烷酮（NMP）、异丙醇等。这些溶剂具有适当的极性和表面能，能够与黑磷表面产生良好的相互作用。以异丙醇为例，将黑磷粉末分散在异丙醇溶液中，形成悬浮液。

接着，对悬浮液进行超声处理。超声产生的高频振动和剪切力，促使溶剂分子更充分地插入黑磷层间，加速剥离过程。一般超声时间为几小时甚至更长，超声功率也需根据具体实验条件进行优化，以获得最佳的剥离效果、

超声处理后，通过离心分离将不同尺寸和层数的黑磷纳米片分离开来。较大尺寸和较厚的纳米片会在较低转速下沉淀，而原子层厚度的黑磷纳米片则可以通过高速离心收集上层清液的方式获得。

原子层黑磷的性能研究

电学性能：原子层黑磷具有良好的电学性能，它是一种天然的半导体材料，具有可调的带隙宽度，这一特性使其在电子器件领域具有应用前景。与石墨烯相比，黑磷的带隙使其能够更好地实现导体和绝缘体之间的转换，从而可用于制备高性能的场效应晶体管等电子元件。研究表明，当二维黑磷厚度小于 7.5nm 时，其漏电流调制幅度可达 10 量级，I-V 特征曲线展现出良好的电流饱和效应，且晶体管电荷载流子迁移率呈现出厚度依赖性，最高迁移率值可达约 1,000cm²/Vs 1.

光学性能：原子层黑磷在光学方面也表现出性质。它对光的吸收和发射具有明显的各向异性，且在近红外波段具有较强的光吸收能力。这种特性使得黑磷在光电器件，如光电探测器、光传感器等方面具有潜在的应用价值。例如，通过液相剥离法制备的单原子层厚度超小黑磷量子点，在 808nm 的消光系数为 14.8lg/cm，光热转换效率达到 28.4%，在近红外激光的照射下能够杀死tumor细胞。

力学性能：从力学性能来看，黑磷纳米片具有一定的柔韧性和机械强度。其二维结构使其能够承受一定程度的弯曲和拉伸而不发生破裂，这为其在柔性电子器件中的应用提供了可能。例如，在制备可弯曲的电子元件时，黑磷纳米片可以作为一种理想的材料，用于构建具有良好柔韧性和电学性能的电路元件。

稳定性：然而，黑磷纳米片的稳定性是一个需要关注的问题。在大气环境下，黑磷容易与氧气和水发生反应，导致其性能下降甚至结构破坏。因此，在实际应用中，需要采取有效的保护措施来提高其稳定性，如采用封装、功能化、掺杂等方法。例如，通过掺杂碲可以减缓磷烯在环境中的降解，从而大幅提高其稳定性。