通过三元笼合物生长黑磷晶体的新策略

我们报道了一种在较低合成温度与压力下，通过三元笼合物 Sn$_{24}$P$_{22-x}$I$_8$ 生长大尺寸黑磷（Black-P）晶体的新合成策略。发现 Black-P 晶体在原固体笼合物所在位置原位生长，这表明化学气相矿化剂对 Black-P 的形成不起关键作用。更详细的系统研究表明，三元笼合物 Sn$_{24}$P$_{22-x}$I$_8$ 骨架中的 P 空位对随后来自磷蒸气的 Black-P 至关重要，且一种可能的气-固-固（VSS）模型负责 Black-P 晶体生长。从机械剥离薄片上的霍尔测量得到的室温迁移率 {\mu} 约为 350 $cm^2/Vs$，其中可见明显的微裂纹。所获得的高迁移率值进一步表明通过该路线合成的 Black-P 晶体具有高品质量。