科學家首次實現了基於黑磷的光纖鎖模激光器

25日從深圳大學獲悉，深圳大學-新加坡國立大學光電協同創新中心教授張晗帶領的深圳市孔雀創新團隊首次實現了基於黑磷的光纖鎖模激光器，得到了超短脈衝激光的輸出。

近年來，在石墨烯產業蓬勃發展之際，另一種新型的單元素二維原子晶體材料――黑磷被發現。與石墨烯類似，黑磷具有諸多優異特性，故被稱為比肩石墨烯的“夢幻材料”。張晗透露，黑磷的研究和應用才剛開始，其非線性光學特性被國內外多家單位證實並應用於超快激光的產生中。可以預見，在不久的'將來，它將成為“第二個石墨烯”。

今年5月，張晗團隊研究發現黑磷具有寬帶可飽和光吸收特性，波長範圍可覆蓋可見光到中紅外波段。在激光領域中，具有可飽和吸收特性的器件是組建超短脈衝激光器的關鍵，黑磷的這一特性發現為中紅外超快光學器件提供了可能。該發現發表於國際期刊《先進功能材料》上。

張晗説，研究表明，石墨烯是一種無帶隙的半金屬半導體材料，擁有超高的電子遷移率以及寬帶光吸收特性。然而，無帶隙的能帶結構限制了石墨烯在光電領域的應用和發展。而黑磷的最大特點是擁有隨着層數可變的直接帶隙，恰好解決了困擾石墨烯的難題。

早在2014年，復旦大學的張遠波團隊利用少層黑磷實現了高速場效應管的應用嘗試，為黑磷的廣泛研究掀開了序幕。

黑磷的應用還不僅侷限於光電領域，磷是人體內的必要元素，其在生物醫學領域具有優勢。為此，張晗與中國科學院深圳先進技術研究院研究員喻學峯、香港城市大學教授朱劍豪合作，成功研發出新型的超小黑磷量子點，並將其作為光熱製劑應用於腫瘤的治療中，這一發現已發表在德國的《應用化學》雜誌上。