黑磷烯作为一种半导体二维材料备受关注。紫磷是另一种层状半导体磷同素异形体，它具有独特的电子和光电特性。但是由于至今都没有可靠的实验数据确定紫磷的合成及其晶体结构，导致紫磷和紫磷烯的进一步探索遭受限制。这里，合成制备了宏观尺寸的紫磷单晶，并在实验上确定了紫磷的晶体结构为单斜P 2/n（a=9.210, b=9.128, c=21.893 Å, β=97.776°）。所获得的晶格结构已确认是可靠且稳定的。测试了紫磷的光学带隙约为1.7 eV，与理论计算结果一致。紫磷的热解温度达到512℃以上，比黑磷高出52℃，这表明紫磷是最稳定的磷同素异形体。此外，通过机械剥离和溶液剥离两种方法都可以很容易获得紫磷烯。

Figure 1. （a）紫磷的不对称单元， （b）紫磷的层状结构， （c）紫磷单晶的光学图像，（d）1969年报道和（e）该工作合成的紫磷在布里渊区的声子色散曲线。      
 

Figure 2. （a）一块紫磷晶体和（b）机械破碎后紫磷的SEM图像， （c）紫磷晶体的EDS光谱（插图为放大谱图，黄色箭头显示I的位置，蓝色箭头表示Sn的位置），（d）紫磷单晶的拉曼光谱（激发波长为633 nm）， （e）破碎紫磷晶体的XRD图。
 

Figure 3. （a）紫磷和（b）紫磷烯的电子结构，（c）破碎紫磷晶体的漫反射光谱，（d）紫磷和黑磷的TGA曲线。
 

Figure 4. （a）紫磷烯纳米带的SEM图和TEM图，（b）剥离紫磷烯纳米带的SEM图，（c）大量磷纳米带的CS-矫正HRTEM图,（d）[001]方向相应的 SAED图，（e）磷烯纳米带倾斜端CS-矫正HRTEM图。
 

Figure 5.（a）机械剥离和（b）液相剥离获得的紫磷烯纳米带的AFM图，（c）剥离的紫磷烯纳米带的高度情况。

该研究工作由西安交通大学张锦英课题组（第一作者为博士生张丽辉）于2019年发表在Angewandte Chemie International Edition国际顶级期刊上。原文：Structure and Properties of Violet Phosphorus and its Phosphorene Exfoliation（http://dx.doi.org/10.1002/ange.201912761）