作者:Phys Thamarasee Jeewandara
（同organic）有机 铱(111)上硼苯和硼苯-hBN异质结构的化学气相沉积生长
(A)在预热的Ir(111)表面上获得硼苯的乙硼烷剂量示意图
通过化学气相沉积在铱(111)上生长的单晶硼苯畴的扫描隧道显微镜图像(Vbias = 0
1伏)
(三)硼苯的详细结构，其晶胞用红色表示(Vbias = 2
0伏)
获得硼苯-hBN横向异质结构的顺序硼烷和乙硼烷剂量示意图
(E)由硼苯和hBN形成的横向异质结构的高分辨率扫描隧道显微镜图像(Vbias = 1
2 V)
红线突出χ6硼苯的波状外观，绿色实线和虚线菱形分别突出hBN的晶胞和六边形莫尔图案
硼苯上测得的XPS硼和氮1s核心含量
(图)垂直异质结构示意图，hBN覆盖硼苯，通过顺序给药生长
(H)垂直异质结构中覆盖硼苯的hBN晶格的原子分辨图像
(Vbias = 0
10V；微妙的3D渲染被应用于更好的可视化)
(一)在3×10-7毫巴的分压下测量的分别用于生长硼苯和hBN的乙硼烷和硼氮烷气体的质谱
信用:科学进展，doi: 10
1126/sciadv
abk1490 合成有机化学家仍然致力于理解石墨烯之外的元素、二维(2D)材料的可扩展合成
在一份新的报告中，马克
Cuxart和一组法国和德国的物理、化学、电气和计算机工程研究人员，介绍了一种通用的化学气相沉积(CVD)方法，通过选择性使用源自硼氮烷可追踪副产物的乙硼烷来生长硼苯和硼苯异质结构
该团队成功地在铱(铱)(三)和铜(铜)(三)单晶衬底上与绝缘六方氮化硼(hBN)一起合成了金属硼苯多晶型物，以形成原子级精确的侧向硼苯-hBN界面，也称为垂直范德华异质结构
由于存在单一绝缘的hBN覆盖层，这种结构保护了硼苯不被立即氧化
这种通过化学气相沉积合成具有大单晶畴的高质量硼苯的直接方法和能力，可以为研究它们的基本性质打开一扇机遇之门
这部作品现在在科学进展出版
硼苯的合成 无需天然层状类似物就能合成2D材料的能力为基于组成元素选择和面内原子结构设计的性能工程开辟了一条新的道路
不同2D合成材料的元素层由强共价键稳定
硼苯提供了有趣的各向异性、电子和机械性能，以产生对性能和新兴功能的控制
这些结果推动了合成硼的稳定2D多晶型物(称为硼苯)的实验努力
2015年，研究人员采用物理气相沉积法，在超高真空中将高纯度固体来源的硼沉积在银单晶表面，从而合成了原子级薄硼苯
科学家们随后在不同的表面应用这一程序，但是缺乏合适的硼前体来促进2D成核和生长是产生原子级薄硼苯的主要障碍
在这项工作中，Cuxart等人
因此，根据先前的研究，确定了商业硼氮烷中的乙硼烷(B2H6)
使用乙硼烷作为原子级薄硼苯层高质量生长的分子前体，他们开发了一种简单且可控的CVD路线，以形成前所未有的垂直和横向异质结构
这项工作为探索范德瓦尔斯异质结构和器件中的硼苯性质开辟了一条新的途径
Ir(111)上的硼苯-hBN横向界面
(一)硼苯和hBN形成的原子级锐异质界面的高分辨率扫描隧道显微镜图像(Vbias = 0
5伏)
微妙的三维渲染被应用于更好的可视化
界面注册表由红色和绿色线条突出显示
(B)在硼苯和hBN边缘和山谷区域获得的dI/dV光谱，以及(C)同时获得的I(V)曲线(稳定条件:Vbias = 1
5 V，它= 0
25 nA，锁定调制电压V = 50 mV)
硼苯光谱代表了整个晶胞的平均值
(D)根据沿标在扫描隧道显微镜图像上的蓝线测量的一系列dI/dV光谱构建的dI/dV强度图(Vbias = 2
0伏)显示出急剧的电子跃迁
光谱稳定在Vbias = 1
5伏，它= 0
4 nA，锁定调制电压V = 50 mV
在(E) Vbias = 2时测量的扫描隧道显微镜图像
7和(F)Vbias = 0
8 V，显示硼苯和hBN之间的偏压依赖的对比度反转
信用:科学进展，doi: 10
1126/sciadv
abk1490 实验和表征
在研究过程中，Cuxart等人
通过对前体定量给料系统进行冻融循环，从环硼氮烷中选择性过滤后，将乙硼烷定量给料到预热的、原子级清洁的平坦表面上
在环硼氮烷合成过程中，胺硼烷形成主要中间体，作为乙硼烷的来源
该团队将乙硼烷的存在和持续转化归功于商业博拉嗪前体中固有或获得的痕量杂质的持续衰减，博拉嗪前体广泛用于hBN单层合成
随后，科学家们使用低温扫描隧道显微镜和x光电子能谱对所得材料进行了表征
扫描隧道显微镜图像显示了一个“波浪形”的模式，剂量乙硼烷铱
为了用这种方法开发硼苯，Cuxart等人
从固体源蒸发的元素硼到衬底上
XPS表征表明通过化学气相沉积生长的硼苯多晶型物证实了硼的存在和氮的不存在
该团队研究了硼苯和单层hBN作为多功能绝缘2D材料的复合生长
检查硼苯-hBN异质结构 硼苯上的hBN:Ir(111)上的垂直异质结构
(A)原子分辨的hBN结构域的STM图像，在χ6硼苯上显示其蜂窝结构，在Ir(111)上显示其条状外观(绿色hBN单位胞，Vbias = 1
0伏)
微妙的三维渲染已被应用于更好的可视化
插图:79电子伏时获得的LEED图(绿色为hBN和红色为硼苯的模拟衍射图)
硼和氮的光谱
hBN和硼苯光谱贡献的拟合分量分别以绿色和红色显示
(D)在不同的光电子发射角θ= 0°、45°、55°、60°、65°和70°下测量的B 1s峰(从暗到浅蓝色的线)
(5)硼苯B 1s组分相对强度的角度依赖性和比尔-朗伯定律用黑色拟合，描述了hBN覆盖层的衰减效应
(F)在增加的O2暴露间隔后，在hBN覆盖的硼苯上测量的一系列B 1s光谱显示没有氧化迹象，与显示氧化硼出现的未覆盖的红色硼苯样品形成对比
背景处的强度图是用所呈现的光谱构建的
信用:科学进展，doi: 10
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abk1490 硼苯在铜(111)上的化学气相沉积生长
(一)单晶类χ3硼苯结构域的STM图像(Vbias = 1
3 V)
右上角插图显示了图像的快速傅立叶变换
扫描区域在左下方插图中突出显示(隧道电流通道，Vbias = 1
3 V)
(B和C)在Vbias = 0时记录的相同硼苯结构域的高分辨率扫描隧道显微镜图像
5和3
分别为0 V
黑色向量表示单位细胞
信用:科学进展，doi: 10
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abk1490 科学家们进一步注意到了直而尖锐的一维界面的形成，并通过密度泛函理论用原子尺度描述了键合结构
还通过原子分辨扫描隧道显微镜(STM)图像对结果进行了实验观察
该团队展示了电子如何在没有明显界面状态的情况下从硼苯跃迁到hBN，Cuxart等人
使用扫描隧道光谱识别
然后，他们开发了额外的方法，通过给药1产生硼苯-hBN异质结构
8升乙硼烷和4
铱上5升环硼氮烷
这些剂量相当于铱表面上一整层硼苯和hBN的生长
使用扫描隧道显微镜，他们获得了一个hBN蜂窝结构，然后表明hBN和硼苯之间的弱相互作用
弱衍射点进一步证明了硼苯超结构与hBN盖的对准
为了防止硼苯的氧化，否则硼苯在暴露于空气中时会限制其稳定性
研究了惰性hBN对硼苯的保护性封端作用
为了研究这一点，研究小组在室温下将表面暴露于递增剂量的分子氧后，测量了覆盖和未覆盖hBN的硼苯的X射线光电子光谱
与裸露的硼苯相反，hBN覆盖的硼苯保持完全不变，以突出hBN作为保护层防止硼苯氧化的影响
硼苯在铜上的增长及整体展望 为了了解化学气相沉积(CVD)在不同金属基底上的效果
还研究了硼苯在铜(ⅲ)上的生长，铜是一种较弱的相互作用载体
在这种情况下，他们向保持在773 K的铜单晶中加入18 l乙硼烷
科学家随后对所得材料进行了表征，以揭示单晶畴的存在
这样，通过选择铜和铱的表面
Cuxart和他的同事展示了如何通过不同的方法形成相似的结构
结果证实了用化学气相沉积法输送硼，生成硼苯和异质结构的可能性
该工作进一步支持了使用化学气相沉积路线形成基于乙硼烷作为硼源的硼苯多晶型物的可能性
该团队强调了高纯度前体对选择性沉积单相的重要性
该方法可用于不同的衬底上，为基于低维材料的异质结构的原位生长开辟道路，该低维材料保护硼苯免于氧化
这种方法可以为技术相关的应用打开一系列研究合成2D材料基本方面的方法
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