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湖南大學謝聲意博士(第一作者)、北京理工大學王業亮教授和吉林大學李賢斌教授課題組--硼烯-石墨烯的新表親
石墨烯從石墨的機械剝離為合成其他具有分層整體結構的2D材料(例如六方氮化硼,過渡金屬二鹵化物,黑磷等)提供了基礎。然而,二維硼的實驗生產具有挑戰性,因為塊狀硼具有非常復雜的空間結構和豐富的化學性質。因此,2D硼烯的實現標志著2D材料合成的里程碑,而這種2D材料沒有分層體結構。本綜述描述了該領域的歷史研究歷程,首先介紹了硼烯概念的來源以及實驗上平面硼團簇的研究進展;其次,介紹了二維硼片相關的理論研究;然后,作者重點了介紹硼烯的實驗進展,包括化學氣相沉積、金屬襯底上的分子束外延以及超聲輔助的液相剝離方法來制備硼烯及少層硼片;最后總結和展望了硼烯在基礎科學及未來高端技術中的應用。硼烯的實驗合成,不僅僅是二維材料家族中增加了一個具有奇異性質和廣泛應用前景的成員,它更確立了不具備層狀結構的晶體制備成二維材料的經典范式。它的成功,使我們可以相信,任何結構復雜的晶體材料,經過理論和實驗的不懈努力,都有可能制成二維材料。
  
Figure 1. 近二十年來在硼烯領域的研究論文及標志性的研究突破。
 

Figure 2. 光電子能譜實驗聯合第一性原理計算確認的平硼/準平硼團簇。
 

Figure 3. 穩定硼烯結構的理論探索方案。
 

Figure 4. 化學氣相沉積方法在銅襯底上生長γ-B28硼片的實驗表征。
 

Figure 5. 美國阿崗國家實驗室用分子束外延技術在銀(111)襯底上生長硼烯的實驗表征。
 

Figure 6. 中國科學院物理研究所用分子束外延技術在銀(111)襯底上生長硼烯的實驗表征。
 

Figure 7. 耶魯大學研究小組在銅(111)襯底上生長硼烯的實驗表征。


Figure 8. 超聲輔助液相剝離方法制備少層硼片的實驗表征。
 

Figure 9. ARPES表征銀襯底上硼烯能帶結構。
 

Figure 10. 硼烯/有機晶體的橫向異質結原型器件。
        相關研究成果于2019年由湖南大學謝聲意博士(第一作者)、北京理工大學王業亮教授和吉林大學李賢斌教授課題組,聯合發表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.201900392)上。原文:Flat Boron: A New Cousin of Graphene。
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