二维磷显示出意想不到的超导行为

研究负责人伊琳娜•格里戈里耶娃教授表示，这一发现可能与电子和量子技术有关。

磷烯是一种原子厚度的二维材料，类似于石墨烯，但由磷原子组成。它与磷的同素异形体黑磷有关，就像石墨烯与石墨的关系一样。由于黑磷具有有趣的光学和电子特性，近年来一直是许多研究的焦点。

这项新的研究旨在研究超导性的极限，特别是单原子厚的材料是否可以成为超导体。尽管这方面的证据早在十年前就被发现了，但目前还不清楚孤立的地层是否能表现出这种特性。格里戈里耶娃的团队使用了一种称为嵌入的技术，用电子丰富磷二烯层;这在以前的实验中已经在块状材料中产生了超导性。

该技术涉及在黑磷中涂覆磷烯层，黑磷被“掺杂”了不同的碱金属原子，这些原子比磷有更多的自由电子，可以被捐赠给单原子厚层。正如他们解释的那样在自然通讯研究小组发现，无论他们使用锂、钾、铷、铯还是钙作为掺杂剂，只要有额外的电子可用，磷烯就会转化为具有相同性质的超导体。他们认为金属原子起着“电荷贮存器”的作用。

格里戈里耶娃说:“以前没有人知道这样的事情。“这种新的理解对于开发原子薄材料用于电子和量子技术非常重要。”领导这项实验工作的博士生张仁彦补充说，石墨烯在不同的供体材料上表现出不同的行为，所以磷烯的行为令人惊讶。