黑磷可制备出超薄黑磷，即本文所称的磷烯。相比于其他二维材料，如石墨烯、MoS2等，磷烯材料的各项参数虽然不是*佳，但其各项指标都相对平衡，因此保证磷烯材料具有良好的特性。同时，磷烯具有可调节能隙的特性，使其具有更为广阔的应用范围，例如电晶体、储能、超级电容、记忆元器件和太阳能发电等，因此磷烯吸引了广泛的关注。
另外，磷烯与石墨烯*大不同在于，磷烯存在能隙，而石墨烯没有。在半导体中，由于能隙的存在，半导体只有吸收足够的能量才会呈现出另一种状态，即在半导体原件中可以表示0和1。如果没有能隙存在，就很难表示数位电路中的逻辑状态。
磷烯的能隙大小还可通过黑磷层数进行微调，其能隙电压可以控制在0.3～2.0伏特范围内。这个覆盖层数几乎涵盖了*近发现的所有二维材料的能隙电压，而且可作为其他不同物质之间间隙的连接桥梁。
另一方面，能隙作用除了实现以上功能，还对材料的光电特性有影响。美国明尼苏达大学光子学专家Mo Li指出，光电特性包括光的吸收、发射和调变。半导体材料的光学性能主要依赖于能隙的大小。黑磷的能隙范围意味着它可以吸收0.6～4.0微米波长的光，如果换算成颜色，其覆盖范围在可见光到红外线区间。这个光谱范围是黑磷在光感测器应用的关键。
Mo Li的研究小组已制作一个基于磷烯的光感测器，这个感测器每秒能够转换三十亿位元的光信号；而韩国成均馆大学的科学家*近也透过结合不同材料调整磷烯的能隙电压值，制作出的电晶体非常接近现在常见的矽晶片结构。
不过，磷烯材料的制备及保存是相当大的挑战。目前只有黑磷一种制备方法，就是将红磷在高温高压下形成黑磷，然后将黑磷剥离成可制作奈米材料，厚度只有原子尺度的薄片。
值得注意的是，黑磷本身的性质虽然相当稳定，但制作成薄片之后，却非常容易和空气中的水蒸气和氧气反应，进而降解消失。因此，若想用使用磷烯，须先克服上述问题。目前科学家已采用惰性材料来保护磷烯，延长磷烯在空气中的使用时间。事实上，很多二维材料都有类似的问题，石墨烯是少数不怕氧气与水气，可以在空气中自然存在的例外之一。
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