不能比這更?。汉铣稍蛹?jí)平坦的硼片

自2004年重新發(fā)現(xiàn)和表征以來(lái)，石墨烯一直是多個(gè)領(lǐng)域無(wú)數(shù)研究工作的焦點(diǎn)。它是一種多功能材料，由二維(2-D)碳網(wǎng)絡(luò)組成，碳薄片具有一個(gè)原子的厚度。石墨烯不僅比最強(qiáng)的鋼更堅(jiān)固，而且還具有無(wú)數(shù)有趣的化學(xué)，電子和機(jī)械特性，這讓科學(xué)家們想知道其他材料的類似二維網(wǎng)絡(luò)是否具有這樣的有用特性。

這是最近報(bào)道的一個(gè)新的2- d材料是borophene，由硼的石墨烯的類似物原子代替的碳原子。然而，正如人們所期望的任何材料的二維片材一樣，硼氧化物的合成已被證明是具有挑戰(zhàn)性的。研究人員要么需要使用基質(zhì)來(lái)使硼烯更穩(wěn)定，要么將硼與羥基(OH-)偶聯(lián)，從而防止原子平坦。

在東京工業(yè)大學(xué)最近進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，包括Tetsuya Kambe，Akiyoshi Kuzume和Kimihisa Yamamoto在內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)通過一種簡(jiǎn)單的基于溶液的方法合成了原子級(jí)平面氧化硼硅烷片。首先，他們通過使用硼氫化鉀鹽(KBH 4)的相當(dāng)簡(jiǎn)單的方法合成了堆疊的氧化硼烯層)。X射線分析顯示該材料的2-D層結(jié)構(gòu)，其中形成具有氧原子作為橋的六角形2-D網(wǎng)絡(luò)的硼原子層插入含有鉀原子的層。然后，隨后的步驟是找到一種方法來(lái)剝離氧化硼氧化物網(wǎng)絡(luò)的原子級(jí)薄層。研究人員通過將材料放入二甲基甲酰胺(一種常用的有機(jī)溶劑)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。進(jìn)行各種類型的測(cè)量以驗(yàn)證剝離片材的結(jié)構(gòu)，包括電子顯微鏡，光譜學(xué)和原子力顯微鏡。結(jié)果證實(shí)，所提出的方法對(duì)于生產(chǎn)所需的原子級(jí)平坦氧化的硼萘板是有效的。

最后，研究人員進(jìn)行了電阻率測(cè)量，以分析堆疊的硼萘板的導(dǎo)電性能，并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的特征，稱為各向異性。這意味著片材根據(jù)電流的方向表現(xiàn)出不同類型的導(dǎo)電性。該材料在平面內(nèi)方向上表現(xiàn)得像半導(dǎo)體，而在硼網(wǎng)絡(luò)的面內(nèi)方向上表現(xiàn)出類似金屬的行為。這兩種傳導(dǎo)行為背后的機(jī)制也得到了闡明。“重要的是要注意我們的硼片可以在環(huán)境條件下輕松處理，”Kambe博士說(shuō)，這表明這項(xiàng)開創(chuàng)性的研究可能會(huì)導(dǎo)致硼硅烷的實(shí)際應(yīng)用。

尋找合成硼硅烯和硼烯基化合物的簡(jiǎn)便方法對(duì)于進(jìn)一步研究這種有趣的材料及其潛在用途至關(guān)重要。“像石墨烯一樣，預(yù)計(jì)硼氧化物具有獨(dú)特的性質(zhì)，包括可以在各種領(lǐng)域中利用的非凡的機(jī)械特性和金屬行為，”Kambe博士說(shuō)。希望未來(lái)的二維材料發(fā)現(xiàn)和發(fā)展將使研究人員能夠利用他們的異國(guó)情調(diào)，并根據(jù)具體需求進(jìn)行定制。