堪比石墨烯:科學團隊發(fā)現(xiàn)新型材料氫化硼烯
二維材料科學的世界是一個令人激動的世界,新的進展不斷開辟新的可能性,其中最受關(guān)注的莫過于神奇材料石墨烯(graphene)。不過現(xiàn)在來自美國的科學團隊找到了一個新的玩家--氫化硼烯(borophane),他們認為這種材料在未來先進的電子技術(shù)中會得到廣泛應用。
這種新材料是西北大學、佛羅里達大學和阿貢國家實驗室的研究人員共同合作的成果,是從厚度只有一個原子的硼片開始的。這種單層硼烯(borophene)于 2015 年首次合成,此后形成了其他新型材料的基礎(chǔ),如球形籠狀的硼磷烯(borospherene)。 由于具有很好的強度和靈活性,在從電池到傳感器技術(shù)的一切領(lǐng)域中,硼烯都有廣泛的應用前景,但它也存在非常多的缺點。其中最大的難點就是很難生產(chǎn),而且會與開放的空氣發(fā)生負面反應,很快就會氧化,變得非常不穩(wěn)定,而且很容易改變形狀。 科學家已經(jīng)找到了克服這些障礙的方法。這種新型材料是通過在銀基底上生長硼烯,然后再將其暴露在氫氣中,從而產(chǎn)生復雜的、兩原子厚的硼原子和氫原子排列。這種結(jié)構(gòu)是通過計算機視覺和掃描隧道顯微鏡成像的結(jié)合來確認的。 西北大學材料科學與工程教授 Mark Hersam 表示:“單層硼烯本身就存在非常多的問題。但當我們將硼吩與氫氣混合時,產(chǎn)品突然變得更加穩(wěn)定,對于在新興的納米電子學和量子信息技術(shù)領(lǐng)域的使用更具吸引力”。 科學家們列舉了一些硼烯可能產(chǎn)生影響的領(lǐng)域,包括太陽能電池、電池和電子設備。他們確實表示,它的特性可以特別適合于依靠光來獲得卓越性能的電子產(chǎn)品,這個領(lǐng)域被稱為光電子學,包括從更高效的計算機芯片到先進的LED顯示器的一切。 阿貢納米材料中心的納米科學家 Pierre Darancet 表示:“從我們的結(jié)果來看,真正令人鼓舞的是,我們發(fā)現(xiàn)銀基底上的硼烯納米片相當穩(wěn)定,和單層硼烯不同。這意味著它應該很容易與其他材料集成,用于構(gòu)建新的光電子器件,即光與電子相結(jié)合的設備”。 |