Мир 2D-материалов – это захватывающий мир, где новые достижения продолжают открывать новые возможности, особенно благодаря адаптации чудесного материала графена. Теперь ученые ввели нового игрока в эту игру в виде ультратонкого, сверхпрочного материала, который они окрестили борофаном, и который, как они видят, однажды найдет применение в передовых формах электроники.
В результате сотрудничества исследователей из Северо-Западного университета, Университета Флориды и Аргоннской национальной лаборатории производство борофана начинается с листов бора толщиной всего в один атом. Он известен как борофен, который был впервые синтезирован в 2015 году и с тех пор лег в основу других новых материалов, таких как боросферен в форме сферической клетки.
Обладая большой прочностью и гибкостью, борофен имеет много перспектив во всем, от батарей до сенсорных технологий, но он также имеет свою долю недостатков. Он трудно вырабатывается и отрицательно реагирует с открытым воздухом, быстро окисляясь, становится крайне неустойчивым и легко меняет форму.
Ученые, стоящие за борофаном, придумали способ преодолеть эти препятствия. Новый материал был создан путем выращивания борофена на серебряной подложке перед воздействием на него водорода, который создает сложные двухатомные структуры атомов бора и водорода. Эта структура была подтверждена с помощью комбинации компьютерного зрения и сканирующего туннельного микроскопа.
“Борофен сам по себе имеет множество проблем”, – говорит Марк Херсам, профессор материаловедения и инженерии Северо-Западного университета. “Но когда мы смешиваем борофен с водородом, продукт внезапно становится гораздо более стабильным и привлекательным для использования в бурно развивающихся областях наноэлектроники и квантовых информационных технологий.”
Ученые перечисляют ряд областей, где борофан может оказывать влияние, включая солнечные батареи, аккумуляторные батареи и электронные устройства. Они говорят, что его свойства могут особенно хорошо подойти электронике, которая полагается на свет для повышения производительности, области, известной как оптоэлектроника, которая охватывает все – от более эффективных компьютерных чипов до передовых светодиодных дисплеев.
“Что действительно обнадеживает, так это то, что борофановый нанолист на серебряной подложке стабилен, в отличие от борофена”, – говорят исследователи. “Это означает, что он должен быть легко интегрирован с другими материалами в конструкции новых устройств для оптоэлектроники, устройств, сочетающих свет с электроникой.”
Исследование было опубликовано в журнале Science.
Источник: