随着石墨烯的问世,二硫化钼、二硫化钨、二氧化锰、磷烯等一系列二维半导体材料成为了当下研究的热潮。二维半导体材料具有优异的光学、力学、电学、磁学性能,在能源、环境、生物医学等领域具有重要的应用前景。同时二维半导体材料本身存在一定的不足,例如,过渡金属硫化物电子迁移率普遍较低,磷烯在潮湿的空气中自降解等,所以,性能优异、稳定性高的二维半导体材料的制备依然激发着人们的兴趣,寻求具有高载流子迁移率和优异光电响应的二维半导体材料仍然是当前凝聚态物理研究领域的热点之一。本文对新型二维半导体材料六方相磷化硼(2H-BP)进行了理论和实验制备方面的研究,获得了如下主要结果:1、基于第一性原理的VASP软件,计算揭示了优化后的2H-BP为类石墨烯的蜂窝状结构,其为直接带隙半导体材料,禁带宽度可以通过层依赖关系在0.3-1.43 eV之间可调,电子载流子迁移率可高达106 cm2 V-1 s-1。通过模拟单层2H-BP 的声子谱和声子态密度,显示出声子谱无虚频,确定了单层 2H-BP 的动力学稳定性;通过比较石墨烯、黑磷及硅烯的原子间键合能,得到2H-BP的稳定性优于黑磷和硅烯。对2H-BP应力调控计算结果表明,单轴应变在10%内,电子结构无明显变化,说明2H-BP具有很好的化学性质稳定性。单轴应变达10%时和双轴应变达到15%时,单层2H-BP由直接带隙转变为间接带隙半导体。2、2H-BP微晶的合成。利用化学气相沉积法(CVD),以SiO2/Si作为衬底,用片状黑磷和高纯硼粉作为前驱物,在高纯氩气(Ar)气氛中,800～950℃高温下合成了不同尺寸范围的2H-BP微晶样品。扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)显示合成的样品具有六方片状结构,粉末X射线衍射(XRD)显示合成的样品主要沿着(002)晶面生长。合成的2H-BP微晶理论上可以进一步通过微机械剥离法为少层或单层,实现场效应晶体管等光电子器件的应用,这将成为一个新的二维半导体材料的研究方向。