中科院物理所在二維硼實驗制備方面取得進展

近日從中科院獲悉，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室(籌)表面室吳克輝研究組的博士生馮寶杰、鐘青在研究員吳克輝、副研究員陳嵐的指導下，率先利用超高真空分子束外延（MBE）直接進行單原子層構筑的方法，在Ag(111)襯底上獲得了理論期待已久的單層硼烯。實驗上實現學術界期待已久的硼烯，為可能的基于硼烯的電子器件提供了誘人的前景。

據介紹，研究組克服了硼難以蒸發的困難，利用國產材料，研制了高純度、抗高溫的特種石墨坩堝。再使用電子束加熱坩堝，實現了超高溫度下直接熱蒸發硼單質。他們通過掃描隧道顯微鏡研究發現了兩種硼烯單層結構，與理論上預言的，具有不同周期孔的三角形晶格（β12相和χ3相）相符。此外，研究組還發現硼烯有相當穩定的抗氧化性，并且與襯底僅有較弱的相互作用，預示硼烯未來很有可能在器件上得到應用。

自石墨烯發現以來，二維材料受到了廣泛關注，尋找類似石墨烯的新型二維晶體材料，并探索其特殊物理化學性質是當前一個令人關注的研究方向。二維材料性質各異，且易于調控和集成，其豐富多彩的電子態和物理效應為構筑新型的電子器件提供了新機遇。

單元素二維材料結構簡單、易于分析和調控，可以視為模型化的二維晶體系統。人們已經成功地制備出單原子層的硅烯、鍺烯、錫烯等類石墨烯材料，但這些材料在空氣中不能穩定存在。