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    黄金吸收的是硼,却吐出硼氧化物!

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      普朗克

      在熔炉的高温下,硼原子愉快地浸入金浴中,当事情变凉时,它们会重新出现,成为令人垂涎的硼吩。莱斯大学、阿尔贡国家实验室和西北大学的科学家们的这一发现向可穿戴或透明电子设备、等离子体传感器或这种具有良好导电性的二维材料储能等实际应用迈出了一步。由Rice的Boris Yakobson、Argonne的Nathan Guisinger和Northwestern的Mark Hersam领导的研究小组都提出了理论,并展示了他们在黄金表面种植硼吩的新方法。发现在高真空条件下,只要有足够的热量,硼原子就会流入熔炉,沉入金本身。

      黄金吸收的是硼,却吐出硼氧化物!

      博科园:冷却后,硼原子重新出现并在表面形成硼吩岛。这是不同于大多数其他二维材料的气体进入熔炉。在标准化学气相沉积中,原子会附着在基板上并相互连接,它们通常不会消失在基质中。这一发现发表在美国化学学会期刊《ACS Nano》上。研究人员说,金属硼吩岛平均约为1纳米平方,并显示出电子约束的证据,这可能使它们在量子应用中变得实用。尝试不同底物可以得到具有新特性的新相硼吩,金的电荷转移更少,键合更弱,可能会产生一层更容易剥离和使用的薄膜,尽管这还没有实现。雅可布森有使用硼吩的记录,这种材料不能从石墨烯等大块材料中剥落。

      黄金吸收的是硼,却吐出硼氧化物!

      • 莱斯大学、西北大学和阿贡国家实验室的科学家们在黄金上创造了高导电的硼吩岛,硼是硼的原子平面形式。硼原子在加热时溶解在金基体中,但在冷却时以硼吩的形式重新出现。图片:Luqing Wang

      作为一名材料理论家,他在2013年预测,它完全可以被制造出来。几年后,情况确实如此。雅可布森和同事Hersam和Guisinger在这篇新论文中已经表明,在银上以特定的方式生长的硼吩会呈波波状,这为可穿戴电子设备提供了有趣的可能性。到目前为止,证明成功合成硼吩的底物与理论预测相符。Argonne已经成功地在银、铜和金上种植了它,而中国科学院已经在铝上种植了硼吩。现在,通过对黄金的研究,他们将理论和实验结合起来,证明了一种全新的二维材料生长机制。

      黄金吸收的是硼,却吐出硼氧化物!

      目前的挑战仍然是在绝缘衬底上生长,这将允许许多有趣的实验测试,从基本的输运到等离子体激元再到超导性。研究人员发现,在金上生产硼吩比在银上生产硼吩要多一个数量级。这是他们发现的第一个硼正在下沉的迹象,当时的温度约为550摄氏度(1022华氏度)。在没有形成合金的情况下,仍有少量的原子嵌在黄金中,但科学家以前曾发现过这种现象的迹象,在石墨烯生长在普通铜上时,碳原子也会部分溶解并扩散到铝箔上,而不会形成特定的合金。


      博科园-科学科普|研究/来自: 莱斯大学/Mike Williams

      参考期刊文献:《ACS Nano》

      DOI: 10.1021/acsnano.8b09339

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