2D材料家族正在迅速扩张，包括硅烯、锗烯、磷的同素异构体、MXene及过渡金属硫属化合物等。截止到目前，这些材料在场效应晶体管、发光器件、光伏太阳能电池和光催化等领域的潜在应用中得到了广泛的研究。尽管目前人们已发展了若干种方法，但在2D晶体中引入和调控磁性还非常困难。具有可控磁性且可用于自旋电子器件的半金属型2D新材料仍然较少。此外，为了满足在高效光伏和光电子领域应用的需求，人们也十分迫切找到光学性质及禁带宽度都能与硅接近（约1.14 eV）的2D晶体，即具有从380到750 nm整个可见光波段的足够大的吸收系数（105 cm-1）。为此，寻找可用于光伏太阳能电池、电学和光学性质优异的新型2D半导体具有重要的意义。

北京航空航天大学的孙志梅教授团队通过第一性原理计算和分子动力学模拟等方法预测了一种新型的半导体2D材料——单层三磷化铟（InP3），并系统研究了其相关性能。二维InP3晶体表现出高稳定性和实验合成的可能性，具有与硅接近的间接带隙和高电子迁移率，并可通过施加应变来调控。研究表明，得益于其电子结构中类Mexican-hat能带和van Hove奇点，InP3单层在空穴掺杂或引入缺陷的情况下表现出可调的磁性和半金属性。通过电子掺杂，2D InP3还会发生半导体-金属转变。而且，单层InP3在可见光光谱范围内表现出超强的伴有激子效应的光学吸收性质。该研究表明，2D InP3有可能在电子、自旋电子和光伏器件等诸多技术中得到应用。这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上，第一作者为缪奶华副教授，通讯作者为孙志梅教授。

InP3单层的电子结构

InP3单层的可调磁性

InP3单层的光学性质

来源：材料学