综述：锑烯的合成、性质与应用

这篇综述全面探讨了二维材料锑烯（Antimonene）的合成方法（机械剥离、物理气相沉积PVD、液相剥离LPE）、结构特性（α/β相稳定性、3.73 ?层间距）及其在电子器件（FETs）、光电器件（光电探测器、太阳能电池）、能源存储（钠离子电池SIBs）和生物医学（药物递送、光声成像PAI）等领域的应用潜力，同时指出环境稳定性与规模化制备的挑战。

　　

锑烯：从基础特性到跨领域应用

1. 引言
自2015年发现以来，锑烯（Antimonene）作为第五主族二维材料（2D material）的新成员，凭借其独特的蜂窝状晶格结构、可调带隙（2.28 eV）和环境稳定性，迅速成为材料科学的研究热点。与石墨烯（Graphene）和磷烯（Phosphorene）相比，锑烯在空气中表现出更优异的抗氧化性，其β相（β-Sb）的层间通道（3.73 ?）和高达1.6×10⁴
S m^?1
的电导率，为能源存储和电子器件提供了新思路。

2. 合成方法
锑烯的制备技术包括：

• 机械剥离：通过胶带法获得纳米级薄层，但效率低且难以控制厚度。
• 物理气相沉积（PVD）：在真空环境下沉积高质量薄膜，适用于电子器件集成。
• 液相剥离（LPE）：使用2-丙醇/水混合溶剂实现规模化生产，但需优化离心速度以降低厚度。
  新兴的涡流流体装置（VFD）技术可在无溶剂条件下连续生产横向尺寸达1.2 μm的少层锑烯，为工业化应用铺路。

3. 结构特性
锑烯的α相（α-Sb）呈褶皱结构，键长2.83–2.91 ?；β相（β-Sb）为六方晶系，键角89.9°。理论计算表明，其缺陷形成能低于硅烯（Silicene），Stone-Wales缺陷可诱导间接-直接带隙转变，而555|777双空位缺陷显著影响载流子迁移率（室温下空穴迁移率510 cm2 V?1 s?1）。

4. 电子与光学性能
单层锑烯为间接半导体，双轴应变可调控为直接带隙，适用于光电器件。与WS₂
构建的范德华异质结（vdW heterostructure）呈现II型能带排列（1.183 eV带隙），在电场调控下光吸收增强。此外，锑烯在紫外区折射率达3.6，非线性克尔效应（10^?5
cm2 W^?1
）使其成为超快光子学的候选材料。

5. 能源与催化应用

• 钠离子电池（SIBs）：锑烯的宽层间距促进Na⁺
  快速扩散，理论容量达660 mAh g^?1
  。
• 光催化制氢：与ZnSe形成的异质结（2.095 eV带隙）通过Z机制实现30.53%的太阳能-氢（STH）转换效率。

6. 生物医学突破

• 肿瘤诊疗一体化：聚乙二醇化（PEGylated）锑烯纳米片兼具光热转换（PTT）和光声成像（PAI）功能，在乳腺癌模型中显示靶向蓄积。
• 药物载体：通过π-π堆积负载阿霉素（Doxorubicin），pH/NIR双重响应释放，提升化疗精准度。

7. 挑战与展望
当前瓶颈包括环境稳定性（氧化降解）和规模化合成的一致性。未来需探索：

• 界面工程：与过渡金属硫化物（TMDs）复合以增强器件性能。
• 生物安全性：系统性评估长期毒性，优化表面修饰策略。

锑烯的多功能特性正推动其在柔性电子、量子计算和精准医疗等领域的突破，其发展轨迹印证了二维材料从实验室走向产业化的无限可能。