l 必要性及需求分析: 当前，人类的技术发展即将达到硅基材料的物理极限，这使得当前以硅基材料为基础的信息产业面临着巨大的发展障碍。需找高效能的新型量子材料，突破硅基材料的量子极限并延续摩尔定律，成为当前物理、化学、材料和信息科学等领域的重要前沿方向。 l 现有工作基础: 在黑磷的研究中，2014年与复旦大学合作成功实现了少层黑磷制备的场效应管，开拓了低维材料应用的一个新的领域。如图3所示，我们与复旦大学张远波教授合作，制备出了基于具有自然能隙的极少层的黑磷单晶（所谓的phosphorene）的场效应管【Nature Nanotechnology 9, 372-377 (2014)】。通过外加电场方向的调制，可以使薄层黑磷中的费米能级从能隙中移动到价带或导带当中，从而有效地诱导出空穴型和电子型的载流子，实现“二极开关”的性能。 l 预期经济和社会效益: 迄今二维材料的奇异世界一直被石墨烯统治着，仅石墨烯的应用就有超过7000项专利，大部分被科技巨头苹果和索尼占有。石墨烯可以说是新的硅，但并不是具有这种性质的唯一材料。石墨烯是所谓的零带隙半导体，而黑磷有带隙，因此黑磷作为可调半导体，在电子设备中或许有更多的应用：晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等。如果我们可以生长成功高质量大尺寸黑磷薄膜，将会使黑磷的大规模应用成为现实，整个半导体工业就会发生颠覆性的革命。