根据《新浪财经》10月3日的报道，上海交通大学在半导体行业迎来了好消息，该校的集成电路学院陈长鑫教授团队，在黑磷纳米带相关研究上取得了突破性的进展。

其所达成的成果刷新了现有纪录，让整个半导体领域都为之关注。

团队采用原创方法制备出高质量窄型黑磷纳米带，在关键特性上实现了以往研究难以达到的水平。​

​基于这种材料打造的电子器件和光电子器件，性能也表现突出，远超不少已有的同类研究成果。​

​这一突破不仅为黑磷纳米带的后续研究与应用铺路，更可能给半导体领域的发展带来全新变化，引发了业界对其未来潜力的广泛期待。

制备方法与器件性能双突破

​在半导体材料研究领域，上海交通大学集成电路学院的陈长鑫教授团队最近搞出了个大动静，他们原创性地用声化学剥离法，做出了高质量的窄型黑磷纳米带。​

​这东西可不一般，边缘接近原子级光滑，而且边缘取向特别明确，这在之前的研究里可是很难做到的。​

从数据来看，这成果更是让人眼前一亮，团队做出来的黑磷纳米带，宽度大多集中在32nm，最窄的居然能到1.5nm。​

​这可是目前全世界报道过的最小数值，不得不说这技术水平是真的高，而且基于这种材料做出来的场效应晶体管，性能也相当出色。​

​用石墨烯当接触材料的话，晶体管的开关比能达到1.7×10⁶，迁移率更是有1506cm²V⁻¹s⁻¹，要知道，这个综合性能在已报道的基于黑磷纳米带和二维黑磷的场效应晶体管里，那可是稳稳的第一。​

​更值得一提的是，他们还把这种黑磷纳米晶体管当成光电探测器来用，效果同样很棒。​

​器件的响应度达到了11.2A/W，比探测率也有1.1×10¹¹cmHz¹/²W⁻¹，这个数据比绝大多数已报道的基于一维、二维纳米材料以及它们复合结构的近红外探测器都要高。​

能同时在电子器件和光电子器件领域有这么好的表现，足以见得这个黑磷纳米带的潜力有多大。​

研究意义重大

​这项研究可不只是做出了高质量的黑磷纳米带那么简单，它的意义可深远了。​

​首先，它给制备高质量、边缘手性明确的黑磷纳米带提供了新方法，这就为后续相关材料的研究和应用打下了坚实的基础。

​其次，团队还探寻到块体黑磷原料晶格预应力与黑磷纳米带形成之间的内在关联，这一发现为深入理解黑磷材料特性及相关应用拓展提供了新视角。​

这一发现对于后摩尔时代先进集成电路的发展来说，可是个重要的突破，因为它提供了一种既有可调带隙又有高迁移率的沟道候选材料。​

​鉴于这项研究意义重大，备受多个权威期刊瞩目，相关论文发表于《自然·材料》期刊，上海交通大学博士生张腾为第一作者，陈长鑫教授担任通讯作者。

而且，该工作还被外国的一期期刊选为突出科研成果，在国外的一道栏目进行了专题报道。

除此之外，还有国外的两本知名期刊也把这项研究进行了专题报道。​

从应用前景来看，黑磷纳米带的潜力更是不可估量，它不仅能用于5nm及以下节点晶体管、先进CMOS器件等下一代集成电路，在柔性电子、光电探测、热电等领域也都有广泛的应用可能。​

​而且，采用石墨烯接触也为电路层面带来了优势，给黑磷纳米带的规模化集成提供了思路。

更让人期待的是，这种制备方法还有望用到其他各向异性层状材料上，用来制备纳米带，要是真能实现，那对整个纳米材料领域的发展都将是一大推动。

直面挑战

​不过，虽然现在取得了这么好的成绩，但要让黑磷纳米带真正实现大规模应用，还有一些问题需要解决。​

​就像陈长鑫教授说的，目前虽然能制备出边缘取向且光滑的黑磷纳米带，但它的宽度还有一定的分布范围，不够均一。​

​而集成电路应用对材料的要求非常严苛，宽度不均一可能会影响器件的性能和稳定性，所以未来还需要开发更好的方法来制备宽度均一的黑磷纳米带。​

​另外，黑磷纳米带的定向排布也是一个需要研究的问题，这对于后续的规模化集成制造至关重要。​

后摩尔时代已然来临，半导体技术对新材料、新结构与新器件的需求愈发迫切，当下，各界皆在探寻能够突破硅器件性能瓶颈之物，力求为行业发展开辟新径。​

​黑磷凭借其卓越的物理特性与出色的机械性能，备受瞩目，在科技发展的浪潮中，它被视作下一代电子器件的理想之选，未来应用前景十分广阔。

​之前想要满足逻辑应用要求，黑磷需要有大于0.5eV的带隙，这就要求二维黑磷的厚度不超过五层，但制备少层、大面积的二维黑磷难度很大。

​而一维的窄型黑磷纳米带因为量子限域效应和边缘效应，不仅有可观的、可调范围宽的带隙，而且电学、光学性能比二维黑磷更优，还能通过宽度、边缘态、外部应力和场强等进行调控。

陈长鑫团队的研究，无疑为黑磷在半导体领域的应用打开了一扇新的大门，相信随着后续研究的不断深入，黑磷纳米带一定能在下一代集成电路中发挥重要作用。

结语

陈长鑫教授团队的这项研究，无疑为后摩尔时代的半导体领域注入了新活力，虽当下在材料制备的均一性、定向排布等方面仍有挑战待攻克，但已展现的巨大潜力不容忽视。​

​不仅为黑磷纳米带在多领域的应用打下基础，还为其他类似材料研究提供思路。​

随着后续技术完善，相信这一成果将推动半导体行业变革，助力下一代集成电路等技术突破，未来在电子、光电等领域的亮眼表现，值得整个业界持续期待。