Nat. Chem.: 双层硼烯的实验合成

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第一作者:Caiyun Chen, Haifeng Lv

通讯作者:Xiaojun Wu?, Kehui Wu, Lan Chen?
通讯单位:中国科学院物理研究所, 中国科学技术大学


作为与碳最近的邻接元素,理论上预测硼具有一种平面的二维形式,被命名为硼烯,具有新的特性,如狄拉克费米子和超导性。在金属表面已经生长出了几种单层硼烯的多晶体,但是更厚的双层和几层的纳米片仍然难以捉摸。最近,中国科学院物理研究所?Kehui Wu和Lan Chen?联合中国科学技术大学Xiaojun Wu等人在国际知名期刊“Nat. Chem."发表题为“Synthesis of bilayer borophene”的研究论文。在这里,他们报告了通过分子束外延在Cu(111)表面上合成大尺寸、单晶的双层硼烯。结合扫描隧道显微镜和第一性原理计算,他们表明,双层硼烯由两个堆叠的单层组成,它们通过共价的层间硼-硼键结合在一起,每个单层都有β12样的人字形行结构。双层的形成与Cu(111)上第一个硼层中电荷的大量转移和重新分配有关,这为额外的硼原子的结合提供了额外的电子,使第二层得以生长。事实证明,双层硼烯具有金属特性,并且比单层硼烯更不容易被氧化。

图1:STM图像显示Cu(111)表面随着B覆盖率的增加而演变


图2:Cu(111)上单层和双层硼烯的高分辨率STM图像和结构模型


图3:双层硼烯和Cu(111)基底之间的电荷分布



图4:Cu(111)上硼烯的抗氧化能力和电子结构


原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41557-021-00813-z

主要通讯作者介绍及其主页:
http://www.iop.cas.cn/rcjy/zgjgwry/?id=1721


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