美國西北大學(xué)工程師首次創(chuàng)造出一種雙層原子厚度的硼烯，打破了硼在單原子層限制之外形成非平面團(tuán)簇的自然趨勢(shì)。研究結(jié)果發(fā)表在《自然·材料》雜志上。
硼烯是一種單原子厚的硼薄片，是由硼原子構(gòu)成的單原子層厚的二維材料，比石墨烯更強(qiáng)、更輕、更柔韌。單原子層硼烯的合成是具有挑戰(zhàn)性的。要獲得硼烯通常需要制備生長(zhǎng)，因此需要襯底作為載體或者支撐。
5年前，來自同一研究團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們首次創(chuàng)造了只有單原子厚度的硼烯。理論研究預(yù)測(cè)認(rèn)為，制備雙層硼烯是可能的，但由于塊狀硼不像石墨那樣是層狀的，超出單原子層的生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致形成團(tuán)簇，而不是平面結(jié)構(gòu)，試圖生長(zhǎng)多層硼烯的關(guān)鍵就在于找到阻止團(tuán)簇形成的生長(zhǎng)條件。此次研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵在于用來生長(zhǎng)硼烯的襯底。研究人員在平面的銀質(zhì)襯底上培養(yǎng)硼烯。當(dāng)暴露在高溫下，銀會(huì)在原子級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)之間形成異常平坦的“梯田”。在這些“梯田”上“種植”硼烯時(shí)，研究人員看到第二層硼烯的形成。這種雙層材料既保持了硼烯的電子性能，又存在新的優(yōu)點(diǎn)，如由兩層原子層厚的薄片黏合在一起，中間有空間，可用來儲(chǔ)存能量或化學(xué)物質(zhì)。
