فسفرین
سنتز

سنتز فسفرین یک چالش قابل‌توجه است. در حال حاضر، دو روش اصلی برای تولید فسفرین وجود دارد: لایه‌برداری میکرونی مبتنی بر نوار اسکاچ  و لایه‌برداری مایع،   در حالی که چندین روش دیگر نیز در حال توسعه است. تولید فسفرین از اِچ پلاسما نیز گزارش شده‌است.
در لابه‌برداری میکرونی مبتنی بر نوار اسکاچ،  فسفرین با استفاده از نوار اسکاچ از قسمت عمده‌ای از بلور فسفر سیاه لایه‌برداری می‌شود. سپس فسفرین روی یک بستر Si/SiO۲ منتقل می‌شود و سپس با استون، ایزوپروپیل الکل و متانول تمیز می‌شود تا باقیمانده نوار اسکاچ پاک شود. سپس نمونه تا ۱۸۰ درجه سانتیگراد برای از بین بردن باقیمانده حلال، گرم می‌شود.
در روش لایه‌برداری مایع اولین‌بار توسط برنت و همکاران گزارش شد. در سال ۲۰۱۴  توسط دیگران اصلاح شده‌است،  فسفر سیاه بالک ابتدا در هاون آسیاب می‌شود و سپس در مایعات آلی بی‌آب و اکسیژن‌زدایی‌شده مانند متیل‌پیرولیدون (NMP) تحت اتمسفر بی‌اثر با استفاده از حمام فراصوت کم‌توان، تحت امواج فراصوت قرار می‌گیرد. سوسپانسیون‌ها به مدت ۳۰ دقیقه سانتریفیوژ می‌شوند تا فسفر سیاه لایه‌برداری‌شده را فیلتر کند. تک‌لایه حاصل و فسفرین کم‌لایه غیر اکسیدشده با ساختار بلوری، در حالی که قرار گرفتن در معرض هوا، فسفرین را اکسید کرده و اسید تولید می‌کند.
نوع دیگر لایه‌برداری مایع  "لایه‌برداری مایع پایه N-متیل-۲-پیرولیدون (NMP)" است. فسفرین سیاه بالک به محلول اشباع‌شده NaOH/NMP اضافه می‌شود که برای انجام لایه‌برداری مایع به مدت ۴ ساعت بیشتر تحت فراصوت قرار می‌گیرد. سپس محلول، یکبار به مدت ۱۰ دقیقه برای جدا کردن فسفر سیاه بدون لایه‌برداری و سپس به مدت ۲۰ دقیقه با سرعت بالاتر برای جدا شدن لایه‌های ضخیم فسفرین (۵ تا ۱۲ لایه) از متیل‌پیرولیدون سانتریفیوژ می‌شود. سپس مایع شناور در سطح مجدداً با سرعت بالاتر به مدت ۲۰ دقیقه سانتریفیوژ می‌شود تا لایه‌های نازک‌تر فسفرین (۱ تا ۷ لایه) جدا شود. رسوب حاصل از سانتریفیوژ مجدداً در آب پخش می‌شود و چندین بار توسط آب یون‌زدوده شسته می‌شود. قطره‌های محلول فسفرین/آب بر روی سیلیکون با ضخامت ۲۸۰ نانومتر از SiO۲ انداخته شده و تحت خلاء خشک می‌شود. با استفاده از روش لایه‌برداری مایع متیل‌پیرولیدون، فسفرین با اندازه و تعداد لایه قابل کنترل، پایداری عالی در آب و عملکرد بالا سنتز می‌شود.
از معایب روش‌های فعلی می‌توان به زمان فراصوت طولانی، استفاده از حلال‌هایی با نقطه‌جوش زیاد و بازده کم اشاره کرد. بنابراین، سایر روش‌های فیزیکی برای لایه‌برداری مایع، هنوز در حال توسعه است. یک روش با کمک لیزر که توسط ژنگ و همکارانش  توسعه یافته‌است، در طی ۵ دقیقه عملکرد امیدوارکننده تا ۹۰٪ را نشان داده است. فوتون‌های لیزر با سطح بلور فسفر سیاه بالک اندرکنش کرده و باعث می‌شوند حباب‌های حلال و پلاسما اندرکنش لایه‌ای را تضعیف کنند. بسته به انرژی لیزر، حلال (اتانول، متانول، هگزان و غیره) و زمان تابش، تعداد لایه و اندازه جانبی فسفرین کنترل می‌شود.
تولید زیاد فسفرین توسط بسیاری از گروه‌ها در حلال‌ها نشان داده شده‌است اما برای تحقق کاربردهای بالقوه این ماده، نشاندن این نانوصفحه‌ها به طور مستقل در حلال‌ها روی زیرلایه‌ها به روش اصولی، بسیار مهم است. کائور و همکاران  سنتز، ترازبندی فصل مشترکی-محور و خصوصیات عملکردی فسفرین نیمه‌رسانای چندلایه را با استفاده از مونتاژ لانگمویر-بلودجت را انجام دادند. این اولین مطالعه‌ای است که یک راه‌حل ساده و همه‌جانبه را در مورد چالش مونتاژ نانوصفحه‌های فسفرین بر روی زیرلایه‌های مختلف و استفاده از این نانوصفحه‌ها در یک دستگاه الکترونیکی ارائه می‌دهد. بنابراین، روش‌های مونتاژ مرطوب مانند لانگمویر-بلودجت به‌عنوان یک نقطه ورود جدید بسیار با ارزش برای کشف خصوصیات الکترونیکی و همچنین نوری-الکترونیکی (اپتوالکترونیکی) فسفرین و همچنین سایر مواد غیر آلی لایه‌ای دوبعدی عمل می‌کنند.
رشد مستقیم فسفرین دوبعدی از طریق اپیتکسی (برآرایی) هنوز یک چالش است زیرا ثبات فسفرین سیاه نسبت به زیرلایه بسیار حساس است که با شبیه‌سازی‌های نظری قابل درک است.