水稻科学家致力于改进宝贵的2D材料的制造
噻吩是一种近乎完美的银配合物，它可以帮助这种时髦的二维材料长到前所未闻的长度。
有序的银原子晶格使得加速原始硼吩的生长成为可能。
通过使用银基板，并通过对温度和沉积速率的仔细控制，科学家们发现它们可以长出细长的六边形的硼吩薄片。他们建议使用合适的金属基底可以促进超薄、窄的硼吩带的生长。
莱斯大学、西北大学、南京航空航天大学和阿尔贡国家实验室的研究人员在《科学进展》杂志上发表的最新研究成果，将有助于简化导电材料的制造过程。这种材料有可能用于可穿戴和透明的电子设备、等离子体传感器和能量存储。
举例说明了波罗芬薄片的边角是如何连接的。由莱斯大学领导的材料科学家预测，硼的二维同素异形体borophene的形状是可以控制的。由张珠华/莱斯大学/南京航空航天大学提供
这种潜力推动了使其更容易生长的努力，带头的是水稻材料科学家鲍里斯·雅科布森(Boris Yakobson)，他是一位理论家，曾预言可以合成波罗芬。他和他在西北大学的合作者Mark Hersam，以及主要作者张竹华，一位大米校友，现在是南京大学的教授，现在已经通过理论和实验证明，大范围、高质量的波罗芬样品不仅是可能的，而且可以定性地了解它们的生长模式。
与在石墨烯和六方氮化硼中发现的重复原子晶格不同，borophene加入了一个规则的、由“个空位组成的阵列，即”个缺失的原子，这些原子会在三角形中留下六角形的空穴。这不仅影响了材料的电子性质，也影响了新原子在薄片形成时如何加入它。
的Yakobson lab’s计算显示不稳定的边缘能量
2原子沿着边缘的2 d材料比室内
2明显低于石墨烯和氮化硼的条件可以操纵优化边缘最优的丝带。
初步计算表明，平衡状态下的硼吩应呈矩形，但实验证明并非如此。
混杂因素出现在flake’s边缘上，由于空位的存在，边缘呈现出锯齿状和扶手椅状的变化。原子一个接一个地固定在“kinks”的边缘上，但由于扶手椅在能量上更稳定，对原子的阻碍也更大，所以它们更喜欢加入之行。原子不是向各个方向扩展薄片，而是有选择地选择在何处定居并延长结构。
莱斯大学(Rice University)的材料科学家及其同事建立的模型提出了一种控制有价值的二维硼吩生长的方法。该模型预测了不同展弦比的二维硼薄片的各种可能形状，包括薄带。由张珠华/莱斯大学/南京航空航天大学提供
亚库布森说:在原子尺度上，边缘的作用不像是用剪刀剪开晶格。你创建的悬空化学键与相邻的原子重新连接，而边缘原子的构造略有不同。
所以形状的原点一定不处于平衡状态，他说。它们是由生长动力学引起的，即边沿前进的快慢。巧的是，我们开发了石墨烯的理论框架，这是一种纳米反应器模型，适用于其他2D材料，包括boron.”
控制原子的流动和温度给研究人员提供了一种更简单的方法来控制硼吩的合成。
“Silver(111)为硼原子提供了一个着陆点，然后硼原子沿着表面扩散，找到生长中的硼吩薄片的边缘，” Zhang说。到达后，硼原子被银原子提升到边缘上，但这种提升的难度取决于边缘’s的方向。结果，一对相反的锯齿形边缘生长非常缓慢，而其他所有的边缘生长非常快，表现为硼薄片的延伸
研究人员说，制造出针状的硼吩带的能力使它们有可能成为纳米电子设备的原子宽度导电线。
迄今为止设想的基于石墨烯的电子元件主要依赖于核糖样的积木，”Yakobson说。高导电性的金属硼带将是电路互连的天然搭配
这篇论文的合著者有西北大学的刘晓龙，阿贡纳米材料中心的内森·盖辛格，阿贡和西北大学的安德鲁·曼尼克斯，以及南京大学和莱斯大学的胡志立。Yakobson是材料科学和纳米工程的Karl F. Hasselmann教授和莱斯大学的化学教授。Hersam是西北大学材料科学与工程的Walter P. Murphy教授。
国家自然科学基金、机械结构力学与控制国家重点实验室、能源部、海军研究室和国家科学基金资助了这项研究。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.rice.edu/2019/09/30/borophene-on-silver-grows-freely-into-an-atomic-skin-2/