磷烯有望超越石墨烯，成為矽的最佳替代材料，並創造無限商機。相對於石墨烯，磷烯具有導熱性和導電性的各向異性，這種各向異性在設計高效電晶體或者熱電子裝置時，將會有很大幫助，因此未來可望取代石墨烯，成為矽的最佳取代材料。不過，磷烯非常容易和空氣中的水氣與氧氣產生反應，如何將磷烯與空氣嚴密隔絕，將會是該材料能否大量應用的關鍵。
黑磷可製備出超薄黑磷，即本文所稱的磷烯。相比於其他二維材料，如石墨烯、MoS2等，磷烯材料的各項參數雖然不是最佳，但其各項指標都相對平衡，因此保證磷烯材料具有良好的特性。同時，磷烯具有可調節能隙的特性，使其具有更為廣闊的應用範圍，例如電晶體、儲能、超級電容、記憶元器件和太陽能發電等，因此磷烯吸引了廣泛的關注。
另外，磷烯與石墨烯最大不同在於，磷烯存在能隙，而石墨烯沒有。在半導體中，由於能隙的存在，半導體只有吸收足夠的能量才會呈現出另一種狀態，即在半導體原件中可以表示0和1。如果沒有能隙存在，就很難表示數位電路中的邏輯狀態。
磷烯的能隙大小還可通過黑磷層數進行微調，其能隙電壓可以控制在0.3～2.0伏特範圍內。這個覆蓋層數幾乎涵蓋了最近發現的所有二維材料的能隙電壓，而且可作為其他不同物質之間間隙的連接橋樑。
另一方面，能隙作用除了實現以上功能，還對材料的光電特性有影響。美國明尼蘇達大學光子學專家Mo Li指出，光電特性包括光的吸收、發射和調變。半導體材料的光學性能主要依賴於能隙的大小。黑磷的能隙範圍意味著它可以吸收0.6～4.0微米波長的光，如果換算成顏色，其覆蓋範圍在可見光到紅外線區間。這個光譜範圍是黑磷在光感測器應用的關鍵。
Mo Li的研究小組已製作一個基於磷烯的光感測器，這個感測器每秒能夠轉換三十億位元的光信號；而韓國成均館大學的科學家最近也透過結合不同材料調整磷烯的能隙電壓值，製作出的電晶體非常接近現在常見的矽晶片結構。
不過，磷烯材料的製備及保存是相當大的挑戰。目前只有黑磷一種製備方法，就是將紅磷在高溫高壓下形成黑磷，然後將黑磷剝離成可製作奈米材料，厚度只有原子尺度的薄片。
值得注意的是，黑磷本身的性質雖然相當穩定，但製作成薄片之後，卻非常容易和空氣中的水蒸氣和氧氣反應，進而降解消失。因此，若想用使用磷烯，須先克服上述問題。目前科學家已採用惰性材料來保護磷烯，延長磷烯在空氣中的使用時間。事實上，很多二維材料都有類似的問題，石墨烯是少數不怕氧氣與水氣，可以在空氣中自然存在的例外之一。
