磷烯（Phosphorene）的九种新构型

单层黑磷的成功制备引起了学术界的广泛关注，作为同时拥有适当带隙和高迁移率的二维材料，在微电子等领域有重要的应用前景。随后，其它原子级厚度的磷烯单层同素异形体β-P、γ-P、δ-P也相继在理论上被预测，它们拥有类似的褶皱蜂窝状结构，但在能量上要高于单层黑磷。

2015年4月6日，纳米学权威期刊《Nano Letters》在线刊发了华中科技大学凝聚态研究所新进教师吴梦昊教授为第一作者和共同通讯作者的研究论文“Nine New Phosphorene Polymorphs with Non-Honeycomb Structures: A Much Extended Family”。通过与该研究所青年教师傅华华副教授、美国内布拉斯加大学曾晓成教授等合作，吴梦昊教授成功预测出四种以方形或五边形为单元组成的磷烯新构型（如图），并分别命名为ε-P、ζ-P、η-P和θ-P，其中θ-P型磷烯在能量上与单层黑磷几乎相等，并比之前预测的所有形态（β、γ、δ）都要稳定。

该工作还指出方形和五边形可以和三配位磷原子的最优结构符合得非常好，因而使得这些形态非常稳定，并推测方形或五边形单元组成的同素异形体也可能出现在其它V族元素（比如砷）中。在此基础上，研究者根据不同形态的杂化形式，还成功地预测出另外五种新结构，极大拓宽了磷烯单层同素异形体结构的多样性和人们对磷烯族材料的认识。此外，吴教授及其合作者还发现ζ-P型磷烯拥有非易失性铁弹性，不同形态在应力作用下可相互转化，使得这些新结构在应变工程中具有潜在的应用价值。

吴梦昊教授于2014年底加盟物理学院凝聚态研究所，此前分别在美国内布拉斯加大学，弗吉尼亚联邦大学及麻省理工学院从事研究工作，长期致力于纳米受限体系的物理及化学性质的理论研究，并取得一系列研究成果（J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 5554；J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14423；Nano Lett. 2014, 14, 5350），引起国内外同行的广泛关注。

此工作获得华中科技大学人才引进基金和国家自然科学基金资助。

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.5b01041