Toen het meer dan een eeuw geleden werd ontdekt, zwarte fosfor werd als relatief nutteloos beschouwd. In de afgelopen vijf jaar, echter, de ingenieurs en chemici zijn geïntrigeerd geraakt door het materiaal vanwege zijn potentieel als ultradunne halfgeleider, mogelijk een nieuw tijdperk van flexibele en kleinere elektronica inluiden. Nutsvoorzieningen, een groep meldt zich Nano-letters dat sommige algemeen aanvaarde veronderstellingen over zwarte fosfor onjuist zijn en dat het materiaal uitzonderlijk afstembaar is.

Zwarte fosfor is in opkomst als een veelbelovend 2D-halfgeleidermateriaal. Halfgeleiders hebben een smalle bandafstand waardoor ze elektriciteit kunnen geleiden. Zwarte fosfor kan licht absorberen en uitzenden in het zichtbare door het infraroodspectrum, wat handig is voor sensoren, communicatie en andere toepassingen. Maar wanneer zwarte fosfor in apparaten wordt gestopt, het breekt snel af onder omgevingsomstandigheden. Om deze degradatie tegen te gaan, onderzoekers hebben zwarte fosfor ingekapseld met passieve isolatoren, ervan uitgaande dat deze insluiting de eigenschappen ervan niet aantast; echter, Steven Louie, Diana Qiu en Felipe da Jornada wilden nagaan of dit theoretisch waar was.

De onderzoekers voerden berekeningen uit op één- tot vierlaagse versies van zwarte fosfor, zowel met als zonder inkapseling, om de eigenschappen ervan op een meer systematische manier te onderzoeken. Enkele kenmerken van zwarte fosfor, zoals het begin van optische absorptie, waren vrijwel onaangetast in de berekeningen. Maar anderen, zoals de band gap en vorm van de optische absorptie drastisch veranderd, dus de eigenschappen van het materiaal worden kwalitatief anders. Deze bevindingen geven aan dat de eigenschappen van zwarte fosfor kunnen worden afgestemd door het op de juiste manier in te sluiten, het openen van veel nieuwe mogelijkheden voor het gebruik ervan.