据美国阿贡国家实验室官网近日报道 ， 该机构科学家与西北大学和佛罗里达大学合作 ， 制造出了由硼和氢原子构成的稳定纳米片 ， 这种名为氢化硼烯的二维材料仅两个原子厚 ， 且比钢更坚固 ， 有望在纳电子学和量子信息技术领域“大显身手” 。
二维材料指具有长度和宽度、但厚度仅一两个原子的奇异材料 ， 它们有望大幅提升电子设备、太阳能电池和医疗设备的性能 。 近几十年来 ， 二维材料科学领域最激动人心的突破之一是2004年石墨烯“横空出世” ， 这种二维碳片的厚度仅一个原子 ， 却比钢坚固200倍 。 两位发明者安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因此荣膺2010年诺贝尔物理学奖 。 2015年 ， 包括阿贡国家实验室下属纳米材料中心在内的团队首次合成了硼烯——厚度仅一个原子的硼片 。 然而 ， 石墨烯是常见材料石墨中许多相同原子层中的一层 ， 而硼烯却没有类似的母结构 ， 因此很难制备 。 而且 ， 硼烯会很快与空气发生反应 ， 这意味着它极不稳定 ， 容易变形 。
西北大学材料科学和工程学教授马克·赫萨姆解释说：“硼烯本身存在各种问题 ， 但当我们将硼烯和氢混合时 ， 其产物会突然变得稳定得多 ， 在纳电子学和量子信息技术等新兴领域有很大的应用潜能 。 ”
在最新研究中 ， 研究团队在银衬底上生成硼烯 ， 随后使之与氢接触 ， 形成氢化硼烯 。 然后 ， 他们联合一台扫描隧道显微镜和基于计算机视觉的算法 ， 将结构理论模型与实验测量数据进行比较 ， 揭示了氢化硼烯的复杂结构 。 而且 ， 该团队的自动化分析技术未来也可用于识别其他复杂的纳米结构 。
该实验室的皮埃尔·达兰塞特说：“我们的新研究真正令人鼓舞的地方在于 ， 银衬底上的氢化硼烯纳米片与硼烯不同——氢化硼烯相当稳定 。 这意味着 ， 氢化硼烯应该很容易与其他材料结合起来为光电子学制造新设备 ， 这种光控和发光设备可用于电信和医疗设备等领域 。 ”
【新型二维材料仅两个原子厚但比钢坚固】该实验室纳米科学家玛丽亚·陈则表示：“就实现氢化硼烯在纳电子学领域的巨大潜力而言 ， 这些研究结果是重要一步 。 ”
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