【含硼石墨烯存在嗎?】

明道

【含硼石墨烯存在嗎?】

 

 

Borophene 將如何安排硼原子

兩個國際小組的研究人員對硼可以形成平面板材類似于石墨烯有不同結論。

一個團隊工作在實驗室中確定六角集群 36 硼原子與中心孔。

如果連在一起，研究人員認為這種結構可以形成十分平坦、 原子厚的板材他們有被稱為"borophene"— — 但是，他們尚未看到床單。

第二隊用電子結構理論來計算這種硼單分子膜會自發地分解成雙層結構。

這些磷脂雙分子層之一，計算表明，會電子性質類似于石墨烯，儘管有一個完全不同的原子結構。

石墨烯是一張紙的碳，僅有一個原子厚，其卓越的電子和機械的性能吸引了極大的興趣。

由於石墨烯在 2004 年首次分離，研究人員尋求類似 2D 的材料，尤其是那些有不同或互補的屬性。

感興趣的一個原子是硼，是唯一非金屬在週期表中的三組中。硼 — — 硼債券並不是真正離子、 共價或金屬。

相反，該債券是強和具有高度離域。

像碳，計算表明硼應該能夠形成巨大的平面結構和富勒烯 — — 布基球和有原子厚的皮膚的納米管等結構。

的確，觀察了硼納米管 — — 雖然他們精確的結構仍然不明朗。

2007 年許塘和耶魯大學的蘇赫拉布伊斯梅爾-Beigi預測包含定期內六角孔，他們被稱為 α 表結構的穩定的平面硼。

冷凍的硼

現在，賴盛王和他的同事在美國布朗大學和中國清華大學的試圖通過使用鐳射蒸發從表面的散裝硼原子創建類似石墨烯的硼。

蒸汽然後迅速凍結與噴射的氦氣體的原子形成集群中。

用質譜分離出的負電荷的集群和確定他們的群眾，和因此多少原子它們包含。

最後，這種微小顆粒分析了使用光電子能譜、 措施需要多少能量來解放從納米粒子的電子。

團隊專注于納米粒子中含有 36 原子 (B36-)，發現電子被強烈的束縛，暗示這些星系群非常穩定。

要找出它們的結構，研究人員轉向了計算化學。

他們發現了最穩定的同分異構體是完美的六角形結構與一個原子在它的中心失蹤。

類似的結構與兩個失蹤原子是稍微不那麼穩定。

他們計算出預測的光電子能譜的最穩定的群集，相比他們在實驗中得到的光譜。

他們發現一般好協定，這表明最穩定的同分異構體是他們實際上看到的一個。

輕微偏差之間的理論和觀測到的光譜可以解釋一些樣品中的兩孔同分異構體結構的存在。

孤立的 B36-納米不是完全平坦的。

然而，如果角處的原子被移除後進一步創建孔沿聯接，這種分子就變成的 α 表的預測 2007 年的一段。

王和他的同事戲稱此材料 borophene。

引人入勝的硼 — — 硼粘結退局域的性質表明它可能是完全的金屬，這可能會讓它更好的電導體比石墨烯。

然而，王強調，他們的電腦模型不能預測是否會給出了石墨烯這種非同尋常的電子遷移率的獨特屬性： 運輸的電子就好像他們是無品質粒子。

也可以研究人員告訴化學家如何生產結構。

在自然界中不存在

不是每個人都同意關於 α 表團隊的結論。

結晶學家阿爾喬姆 Oganov指出了他在美國 Stonybrook 大學的小組所做的計算，在中國的同事建議 α 表不能存在於自然界中。

在即將到來的論文中物理評論快報，團隊使用結構預測 Oganov 的集團開發的一種新的、 高度成功的演算法來表明 α-板結構是"如此不穩定它會自發地做來增加它的厚度，把更多的原子，在本身的東西"。

 

 

扣的雙層可海港像狄拉克電子

之間的更穩定的階段，球隊計算，將是一種稱為預扣的雙層結構-硼。

Oganov 和他的同事還計算電子將旅行在狄拉克方程，這種材料有效地做他們的無品質粒子。

如果證實，這種材料將是第一次的平面"狄拉克半金屬"不，有一個類似石墨烯的原子結構和第一次在平面內的電子電導率取決於方向。

Oganov 指出他的小組的研究結果並沒有直接抵觸那些王的團隊，作為後者只自稱已檢測到孤立的 B36-納米顆粒、 不完整的 α 表。

"我已經不看硼納米粒子，"Oganov 說，"但現在我會的因為我很好奇。

王的論文發表在自然通訊。Oganov 預印本是論文的arXiv上可用.

關於作者

Tim Wogan 是一個總部設在英國的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Ffeb%2F05%2Fdoes-boron-based-graphene-exist