莱斯大学 莱斯大学和西北大学的科学家开发了一种技术，可以获得二维硼苯的图像，并将它们与模型进行匹配
多晶型硼苯在电子、热、光学和其他应用中显示出前景
研究人员还创建了一个相图，右边是迄今为止观察到的硼苯多晶型物的细节
学分:刘小龙/西北大学 石墨烯可以来自石墨
但是波罗芬呢？没有硼化物这种东西
与它的碳表亲不同，二维硼苯不能从更大的自然形态中还原
块状硼通常只与其他元素结合在一起，而且肯定不是层状的，所以硼苯必须由原子组成
即便如此，你得到的硼苯可能不是你所需要的
出于这个原因，莱斯大学和西北大学的研究人员开发了一种观察二维硼苯晶体的方法，这种晶体可以有许多晶格结构——称为多晶型物——这反过来决定了它们的特性
知道如何获得特定的多晶型可以帮助制造商将具有所需电子、热、光学和其他物理性质的硼苯结合到产品中
莱斯大学布朗工程学院的材料物理学家鲍里斯·雅科布森和西北大学的材料科学家马克·赫萨姆领导的团队不仅发现了如何观察硼苯晶格的纳米级结构，还建立了理论模型来帮助表征晶体形式
他们的结果发表在《自然通讯》上
即使是少量的硼苯也很难生产
如果它能够扩大规模，制造商很可能希望对其应用进行微调
赖斯和西北大学团队的研究将在这方面有所帮助
石墨烯只有一种形式——六边形阵列，就像铁丝网——但是完美的硼苯是一个三角形网格
然而，硼苯是一种多晶型物，一种可以具有一种以上晶体结构的材料
在硼苯晶格中留下“空心六边形”图案的空位决定了它的物理和电学性质
雅科布森说，理论上可能有1000多种形式的硼苯，每种都有独特的特征
“它有许多可能的模式和晶格中连接的原子网络，”他说
该项目始于赫萨姆的西北实验室，在那里，研究人员用碳和氧原子的尖端改造了原子力显微镜的钝端
这使他们能够扫描一片硼苯来感应对应于硼原子间共价键的电子
他们使用类似的改良扫描隧道显微镜来寻找缺失硼原子的空心六边形
通过分子束外延在不同温度下在银衬底上生长的扫描薄片显示出一系列晶体结构，因为生长条件的改变改变了晶格
雅科布森说:“现代显微镜非常复杂，但不幸的是，结果是你得到的图像通常很难解释。”
“也就是说，很难说一幅图像对应于一个特定的原子晶格
这远非显而易见，但这正是理论和模拟的切入点
" 雅科布森的团队通过计算硼和基质原子的相互作用能，利用第一原理模拟来确定为什么硼苯会呈现出特殊的结构
他们的模型与西北大学制作的许多硼苯图像相匹配
“我们从模拟中了解到，电荷从金属基底转移到硼苯的程度很重要，”他说
“发生了多少这样的事情，从无到有，都会有所不同
" 研究人员通过他们的分析证实了硼苯也不是外延膜
换句话说，基底的原子排列并不决定硼苯的排列或旋转角度
该团队制作了一个相图，展示了硼苯在一定温度下和各种衬底上的形成方式，并指出他们的显微技术进步对于发现新兴二维材料的原子结构很有价值
展望未来，赫萨姆说:“表征和控制硼苯原子结构的方法的发展是实现这种材料的许多应用的重要一步，这些应用从柔性电子学到量子信息科学的新兴课题
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