纳米技术：新的二维“硼砂”板材，使科学技术再进一步！

（a，d）是大规模STM图像，显示Ag（111）基板上的单层硼硅岛。（b，e）是相应的高分辨率STM图像，（c，f）是原子结构模型，对应于具有周期性硼空位排列的三角形硼晶格。图片来源：中国科学院物理研究所。

硼是元素周期表中碳的相邻元素，具有化学特征，使其成为与石墨烯类似的二维，导电，原子同质衬底的诱人候选者。三维块状硼是非金属的并且用于半导体化学中。然而，理论研究和试图分离二维硼的先前工作表明，二维硼应具有金属性质。迄今为止，仅鉴定了一种二维硼同素异形体。

来自中国科学院物理研究所和中国量子物质协同创新中心的研究人员发现了两种新型硼片，它们是在Ag（111）表面生长的。片材是稳定的，对氧化相对惰性，并且松散地结合到银基底上，使得这些“硼苯”片成为进一步研究硼基电子器件的极好候选者。这项工作出现在自然化学。

使用分子束外延将硼沉积在银基板上，冯宝杰，张金，李忠，李文斌，李帅，李辉，彭成，盛萌，兰辰，吴克辉报告了两种结构不同的硼的形成床单。两者都由三角形硼晶格构成，但六角形孔在两片中不同地排列。这些表格遵循理论预测，即B 36单元应具有三角形格子，中心有六角形孔。

使用纯硼的直接蒸发，在高真空下在单晶Ag（111）上生长硼片。扫描隧道显微镜研究揭示了随温度升高观察到的两个不同阶段。第一阶段中，标记为S1，在温度高于570K被观察到，对应于理论β 12片。第二阶段中，标记为S2，在温度高于650K被观察到，对应于理论χ 3片材。在较高温度下，大部分S1相转变为S2。两者都表现为具有平行行或突起的平行硼硅石条的单层岛。

电子电荷分析证实的位置硼原子上的银表面为β的形成提供了进一步的证据和硼原子密度研究12和χ 3片材。对于S1相的原子密度被发现是33.6 +/- 2.0纳米-2，这是非常接近理论β 12 34.48nm的值-2。硼密度没有为S2相指示χ的改变3结构，其具有31.3nm的预测原子密度-2。

使用XPS研究，Feng，et al。发现硼片相对稳定，特别是在硼硅岛内。岛屿的边缘倾向于氧化，而中心保持相对不变。即使在将片材置于高浓度的氧气之后，情况仍然如此。

β 12个χ 3片不一定，该模型所预测的最低能量borophene片材。为了理解为什么在预测的能量最小状态下观察到这些结构的原因，Feng，et al。传导能量的形成研究，结果发现与银表面的相互作用使形成β的12和χ 3片热力学有利的。

然而，即使银表面对于片材的形成是重要的，硼片和Ag（111）表面之间的相互作用也不是很强。几个因素，包括粘附能量计算，硼片和基板之间的距离，以及基板和硼片之间的小电荷转移，表明硼片主要通过边缘与表面结合。这意味着硼硅烷片可以与银表面分离，类似于石墨烯。

最近的一些出版物已经引起了对这些硼苯砜片材的更大兴趣。来自休斯敦莱斯大学的研究人员 和 中国宁波大学的研究人员的理论工作支持了本研究论文中提出的结构模型，并提出这两种硼酞片在10K左右的温度下可能是超导的。这项研究中的这些片材相对稳定并且与银表面松散地结合，这使得它们成为硼基电子器件最终实际应用的良好候选者。