В скором времени может появиться материал наподобие графена из бора
Ученые Брауновского университета (США) показали экспериментальным путем, что можно получить модификацию бора наподобие графена.
Со времен открытия графена, который значительно прочнее стали и проводит электричество лучше меди, исследователи задавались вопросом, можно ли создать такую же модификацию соседнего по периодической системе с углеродом бора. В теории это казалось возможным, только расположение атомов бора должно быть определено конкретно.
Бор имеет на один электрон меньше и поэтому не может выстраиваться в кристаллическую решетку типа «пчелиные соты», как углерод. Для одноатомного слоя кристаллическая решетка должна иметь треугольную форму с шестиугольными пустотами.
Группа ученых под руководством Лай-Шен Вана впервые продемонстрировала, что подобная структура возможна.
Исследователи показали, что кластер из 36 атомов бора (В36) может образовать симметричный диск толщиной в один атом с пустотой правильной шестиугольной формы посредине. В36 может стать основой для материала, который ученые назвали бор(о)фен.
Ван отметил, что у них пока есть только основа и материал не получен, однако исследование показывает, что эта работа – больше, чем вычисления.
В ходе исследования использовались лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование. Свойства кластеров бора изучались с помощью фотоэлектронной спектроскопии.
В результате выяснилось, что В36 отличается от других кластеров чрезвычайно низкой энергией связывания электронов. При этом спектральная форма кластера свидетельствовала о том, что он имеет симметричную структуру.
Чтобы определить, как именно может выглядеть структура, было проведено моделирование на суперкомпьютере. Исследователи проанализировали более 3000 структур, в которые могут организоваться эти 36 атомов.
В результате и был сделан вывод, что стабильной будет структура, представленная на изображении.
Предполагается, что борофен будет почти таким же прочным, как графен (связь бор-бор лишь немногим менее прочная, чем углерод-углерод). Кроме того, его проводимость может оказаться выше – вещество, вероятно, будет металлом, в то время как графен – полуметалл.
Источник: iscience.ru
