duet ສອງມິຕິ: ການສ້າງ heterostructures borophene-graphene

“ການກາຍພັນແມ່ນກຸນແຈເພື່ອແກ້ໄຂຄວາມລຶກລັບຂອງການວິວັດທະນາການ. ເສັ້ນທາງຂອງການພັດທະນາຈາກສິ່ງມີຊີວິດທີ່ງ່າຍດາຍທີ່ສຸດໄປສູ່ຊະນິດຊີວະວິທະຍາທີ່ເດັ່ນຊັດແມ່ນໃຊ້ເວລາຫຼາຍພັນປີ. ​ແຕ່​ທຸກໆ​ຮ້ອຍ​ພັນ​ປີ​ຈະ​ມີ​ວິວັດທະນາ​ການ​ກ້າວ​ກະ​ໂດດ​ຂັ້ນ” (Charles Xavier, X-Men, 2000). ຖ້າພວກເຮົາຍົກເລີກທຸກອົງປະກອບຂອງ fiction ວິທະຍາສາດທີ່ມີຢູ່ໃນ comics ແລະຮູບເງົາ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຄໍາເວົ້າຂອງອາຈານ X ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຈິງ. ການພັດທະນາຂອງບາງສິ່ງບາງຢ່າງດໍາເນີນໄປຢ່າງເທົ່າທຽມກັນເກືອບທັງຫມົດ, ແຕ່ບາງຄັ້ງກໍ່ມີການກະໂດດທີ່ມີຜົນກະທົບອັນໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ຂະບວນການທັງຫມົດ. ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ນໍາໃຊ້ກັບການ evolution ຂອງຊະນິດພັນ, ແຕ່ຍັງກັບ evolution ຂອງເຕັກໂນໂລຊີ, ການຂັບເຄື່ອນຕົ້ນຕໍແມ່ນປະຊາຊົນ, ການຄົ້ນຄວ້າແລະ inventions ຂອງເຂົາເຈົ້າ. ມື້ນີ້ພວກເຮົາຈະຮູ້ຈັກກັບການສຶກສາທີ່, ອີງຕາມຜູ້ຂຽນຂອງມັນ, ເປັນການກ້າວກະໂດດວິວັດທະນາທີ່ແທ້ຈິງໃນ nanotechnology. ນັກວິທະຍາສາດຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Northwestern (ສະຫະລັດອາເມລິກາ) ຈັດການແນວໃດໃນການສ້າງໂຄງສ້າງ heterostructure ສອງມິຕິໃຫມ່, ເປັນຫຍັງ graphene ແລະ borophene ໄດ້ຖືກເລືອກເປັນພື້ນຖານ, ແລະລະບົບດັ່ງກ່າວອາດມີຄຸນສົມບັດແນວໃດ? ບົດລາຍງານຂອງກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຈະບອກພວກເຮົາກ່ຽວກັບເລື່ອງນີ້. ໄປ.

ພື້ນຖານການຄົ້ນຄວ້າ

ພວກເຮົາໄດ້ຍິນຄໍາວ່າ "graphene" ຫຼາຍເທື່ອ; ມັນແມ່ນການດັດແກ້ສອງມິຕິລະດັບຂອງຄາບອນ, ປະກອບດ້ວຍຊັ້ນຂອງອາຕອມຄາບອນ 1 ອາຕອມຫນາ. ແຕ່ "borofen" ແມ່ນຫາຍາກທີ່ສຸດ. ຄໍາສັບນີ້ຫມາຍເຖິງການໄປເຊຍກັນສອງມິຕິລະດັບທີ່ປະກອບດ້ວຍອະຕອມ boron (B). ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການມີຢູ່ຂອງ borophene ໄດ້ຖືກຄາດຄະເນຄັ້ງທໍາອິດໃນກາງຊຸມປີ 90, ແຕ່ໃນທາງປະຕິບັດໂຄງສ້າງນີ້ໄດ້ຮັບພຽງແຕ່ໃນປີ 2015.

ໂຄງສ້າງປະລໍາມະນູຂອງ borophene ປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບສາມຫລ່ຽມແລະ hexagonal ແລະເປັນຜົນສະທ້ອນຂອງປະຕິສໍາພັນລະຫວ່າງພັນທະບັດໃນຍົນສອງສູນກາງແລະຫຼາຍສູນກາງ, ຊຶ່ງເປັນປົກກະຕິຫຼາຍສໍາລັບອົງປະກອບທີ່ຂາດເອເລັກໂຕຣນິກ, ເຊິ່ງປະກອບມີ boron.

*ໂດຍພັນທະບັດສອງສູນກາງແລະຫຼາຍສູນກາງພວກເຮົາຫມາຍຄວາມວ່າພັນທະບັດເຄມີ - ປະຕິສໍາພັນຂອງປະລໍາມະນູທີ່ມີລັກສະນະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງໂມເລກຸນຫຼືໄປເຊຍກັນເປັນໂຄງສ້າງດຽວ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ພັນທະບັດເອເລັກໂຕຣນິກສອງສູນກາງເກີດຂື້ນເມື່ອ 2 ປະລໍາມະນູແບ່ງປັນ 2 ເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະພັນທະບັດເອເລັກໂຕຣນິກສາມສູນກາງເກີດຂື້ນເມື່ອ 2 ອະຕອມແລະ 3 ເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະອື່ນໆ.

ຈາກທັດສະນະທາງດ້ານຮ່າງກາຍ, borophene ອາດຈະເຂັ້ມແຂງແລະມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍກ່ວາ graphene. ມັນຍັງເຊື່ອກັນວ່າໂຄງສ້າງ borophene ສາມາດເປັນສ່ວນປະກອບທີ່ມີປະສິດທິພາບສໍາລັບແບດເຕີລີ່, ເນື່ອງຈາກວ່າ borophene ມີຄວາມສາມາດສະເພາະສູງແລະການນໍາທາງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ເປັນເອກະລັກແລະຄຸນສົມບັດການຂົນສົ່ງ ion. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນປັດຈຸບັນນີ້ແມ່ນພຽງແຕ່ທິດສະດີ.

ເປັນ ອົງ​ປະ​ກອບ trivalent *, boron ມີຢ່າງຫນ້ອຍ 10 allotropes*. ໃນຮູບແບບສອງມິຕິ, ຄ້າຍຄືກັນ polymorphism * ຍັງສັງເກດເຫັນ.

ອົງ​ປະ​ກອບ Trivalent * ສາມາດປະກອບເປັນພັນທະບັດ covalent ສາມ, valency ຂອງຊຶ່ງເປັນສາມ.

Allotropy* - ເມື່ອອົງປະກອບທາງເຄມີຫນຶ່ງສາມາດນໍາສະເຫນີໃນຮູບແບບຂອງສານງ່າຍດາຍສອງຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ກາກບອນ - ເພັດ, graphene, graphite, nanotubes ກາກບອນ, ແລະອື່ນໆ.

Polymorphism * - ຄວາມສາມາດຂອງສານທີ່ຈະມີຢູ່ໃນໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ການດັດແປງ polymorphic). ໃນກໍລະນີຂອງສານທີ່ງ່າຍດາຍ, ຄໍາສັບນີ້ແມ່ນຄໍາສັບຄ້າຍຄືກັນກັບ allotropy.

ເນື່ອງຈາກ polymorphism ກວ້າງນີ້, ມັນໄດ້ຖືກແນະນໍາວ່າ borophene ອາດຈະເປັນຕົວສະຫມັກທີ່ດີເລີດສໍາລັບການສ້າງໂຄງສ້າງ heterostructures ສອງມິຕິລະດັບໃຫມ່, ເນື່ອງຈາກວ່າການຕັ້ງຄ່າການຜູກມັດຂອງ boron ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຄວນຜ່ອນຄາຍຄວາມຕ້ອງການຂອງການຈັບຄູ່ lattice. ແຕ່ຫນ້າເສຍດາຍ, ບັນຫານີ້ໄດ້ຖືກສຶກສາໃນເມື່ອກ່ອນໂດຍສະເພາະໃນລະດັບທິດສະດີເນື່ອງຈາກຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການສັງເຄາະ.

ສໍາລັບວັດສະດຸ 2D ທໍາມະດາທີ່ໄດ້ຮັບຈາກໄປເຊຍກັນຫຼາຍຊັ້ນ, heterostructures ຕັ້ງສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້ໂດຍໃຊ້ stacking ກົນຈັກ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໂຄງສ້າງທາງຂ້າງສອງມິຕິແມ່ນອີງໃສ່ການສັງເຄາະລຸ່ມສຸດ. Atomically precise heterostructures ຂ້າງຫນ້າມີທ່າແຮງທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ໃນການແກ້ໄຂບັນຫາການຄວບຄຸມ heterojunction functional, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກການຜູກມັດ covalent, ການຈັບຄູ່ lattice ທີ່ບໍ່ສົມບູນແບບໂດຍປົກກະຕິເຮັດໃຫ້ການໂຕ້ຕອບກ້ວາງແລະບໍ່ເປັນລະບຽບ. ດັ່ງນັ້ນ, ມີທ່າແຮງ, ແຕ່ຍັງມີບັນຫາໃນການປະຕິບັດຕົວຈິງ.

ໃນການເຮັດວຽກນີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຈັດການປະສົມປະສານ borophene ແລະ graphene ເຂົ້າໄປໃນໂຄງສ້າງ heterostructure ສອງມິຕິລະດັບຫນຶ່ງ. ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມສອດຄ່ອງກັນຂອງເສັ້ນໄຍ crystallographic ແລະຄວາມສົມມາລະຫວ່າງ borophene ແລະ graphene, ການຈັດລຽງຕາມລໍາດັບຂອງຄາບອນແລະ boron ໄປສູ່ຊັ້ນຍ່ອຍ Ag(111) ພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດສູງ (UHV) ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການໂຕ້ຕອບດ້ານຂ້າງຂອງປະລໍາມະນູທີ່ຊັດເຈນເກືອບພ້ອມດ້ວຍການຈັດລຽງຂອງເສັ້ນດ່າງທີ່ຄາດຄະເນໄວ້, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ heteroface ໃນແນວຕັ້ງ. .

ການກະກຽມການສຶກສາ

ກ່ອນທີ່ຈະສຶກສາໂຄງສ້າງ heterostructure, ມັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະດິດ. ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ graphene ແລະ borophene ໄດ້ດໍາເນີນຢູ່ໃນຫ້ອງສູນຍາກາດທີ່ສູງທີ່ສຸດທີ່ມີຄວາມກົດດັນ 1x10-10 millibars.

ຊັ້ນໃຕ້ດິນ Ag(111) ໄປເຊຍກັນໄດ້ຖືກອະນາໄມໂດຍຮອບວຽນຊ້ຳໆຂອງ Ar+ sputtering (1 x 10-5 millibar, 800 eV, 30 ນາທີ) ແລະການຫມູນໃຊ້ຄວາມຮ້ອນ (550 °C, 45 ນາທີ) ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ອາຕອມທີ່ສະອາດ ແລະແປເປັນ Ag( 111) ດ້ານ..

Graphene ໄດ້ຖືກປູກໂດຍການລະເຫີຍຂອງລໍາໄຟເອເລັກໂຕຣນິກບໍລິສຸດ (99,997%) ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງ 2.0 ມມໃສ່ຊັ້ນໃຕ້ດິນ Ag (750) ທີ່ມີຄວາມຮ້ອນເຖິງ 111 °C ຢູ່ທີ່ກະແສຄວາມຮ້ອນຂອງ ~ 1.6 A ແລະແຮງດັນເລັ່ງ ~ 2 kV. , ເຊິ່ງໃຫ້ກະແສການປ່ອຍອາຍພິດຂອງ ~ 70 mA ແລະຄາບອນ flux ~ 40 nA. ຄວາມກົດດັນໃນຫ້ອງແມ່ນ 1 x 10-9 millibars.

ໂບໂຣຟີນຖືກປູກໂດຍການລະເຫີຍຂອງລໍາອິເລັກໂທຣນິກຂອງ rod boron ອັນບໍລິສຸດ (99,9999%) ໃສ່ submonolayer graphene ໃນ Ag (400) ໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຖິງ 500-111 ° C. ປະຈຸບັນ filament ແມ່ນ ~ 1.5 A ແລະແຮງດັນເລັ່ງແມ່ນ 1.75 kV, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ກະແສການປ່ອຍອາຍພິດຂອງ ~ 34 mA ແລະ flux boron ຂອງ ~ 10 nA. ຄວາມກົດດັນໃນສະພາການໃນໄລຍະການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ borophene ແມ່ນປະມານ 2 x 10-10 millibars.

ຜົນການຄົ້ນຄວ້າ

ຮູບພາບ #1

ກ່ຽວກັບຮູບພາບ 1A ສະແດງໃຫ້ເຫັນ STM* ພາບລວມຂອງ graphene ການຂະຫຍາຍຕົວ, ບ່ອນທີ່ໂດເມນ graphene ໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນໄດ້ດີທີ່ສຸດໂດຍໃຊ້ແຜນທີ່ dI/dV (1B), ບ່ອນໃດ I и V ແມ່ນ tunneling ປະຈຸບັນແລະການຍ້າຍຕົວຢ່າງ, ແລະ d - ຄວາມ​ຫນາ​ແຫນ້ນ.

STM* - ການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດທາງອຸໂມງ.

dI/dV ແຜນ​ທີ່​ຂອງ​ຕົວ​ຢ່າງ​ໄດ້​ອະ​ນຸ​ຍາດ​ໃຫ້​ພວກ​ເຮົາ​ເພື່ອ​ເບິ່ງ​ຄວາມ​ຫນາ​ແຫນ້ນ​ຂອງ​ທ້ອງ​ຖິ່ນ​ທີ່​ສູງ​ຂຶ້ນ​ຂອງ graphene ເມື່ອ​ທຽບ​ໃສ່​ກັບ Ag(111​) substrate​. ອີງ​ຕາມ​ການ​ສຶກ​ສາ​ທີ່​ຜ່ານ​ມາ​, ສະ​ຖາ​ນະ​ການ​ຫນ້າ​ດິນ​ຂອງ Ag (111​) ມີ​ລັກ​ສະ​ນະ​ຂັ້ນ​ຕອນ​, ຫັນ​ໄປ​ສູ່​ການ​ພະ​ລັງ​ງານ​ທາງ​ບວກ​ໂດຍ​. dI/dV spectrum ຂອງ graphene (1), ເຊິ່ງອະທິບາຍເຖິງຄວາມຫນາແຫນ້ນໃນທ້ອງຖິ່ນທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງລັດ graphene ສຸດ 1B ທີ່ 0.3 eV.

ກ່ຽວກັບຮູບພາບ 1D ພວກ​ເຮົາ​ສາ​ມາດ​ເບິ່ງ​ໂຄງ​ປະ​ກອບ​ການ​ຂອງ graphene ຊັ້ນ​ດຽວ​, ບ່ອນ​ທີ່​ເສັ້ນ​ດ່າງ Honeycomb ແລະ​ moiré superstructure *.

ໂຄງສ້າງຊັ້ນສູງ* - ຄຸນນະສົມບັດຂອງໂຄງສ້າງຂອງສານປະສົມ crystalline ທີ່ເຮັດເລື້ມຄືນໃນຊ່ວງເວລາທີ່ແນ່ນອນແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສ້າງໂຄງສ້າງໃຫມ່ທີ່ມີໄລຍະເວລາສະຫຼັບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ມົວ* - superposition ຂອງສອງຮູບແບບຕາຫນ່າງແຕ່ລະໄລຍະຢູ່ດ້ານເທິງຂອງກັນແລະກັນ.

ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ການຂະຫຍາຍຕົວນໍາໄປສູ່ການສ້າງຕັ້ງຂອງ dendritic ແລະໂດເມນ graphene ຜິດປົກກະຕິ. ເນື່ອງຈາກປະຕິສໍາພັນທີ່ອ່ອນແອລະຫວ່າງ graphene ແລະຊັ້ນໃຕ້ດິນ, ການຈັດຕໍາແຫນ່ງຫມຸນຂອງ graphene ກ່ຽວກັບ Ag (111) ພື້ນຖານແມ່ນບໍ່ເປັນເອກະລັກ.

ຫຼັງ​ຈາກ​ການ​ຝັງ​ດິນ boron​, ການ​ສະ​ແກນ​ກ້ອງ​ຈຸ​ລະ​ທັດ​ອຸ​ໂມງ (1E) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປະກົດຕົວຂອງການປະສົມປະສານຂອງໂດເມນ borophene ແລະ graphene. ນອກຈາກນີ້ຍັງເຫັນໄດ້ໃນຮູບພາບແມ່ນຂົງເຂດພາຍໃນ graphene, ເຊິ່ງໄດ້ຖືກກໍານົດຕໍ່ມາເປັນ graphene intercalated ກັບ borophene (ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ. Gr/B). ອົງປະກອບ Linear ຮັດກຸມໃນສາມທິດທາງແລະແຍກດ້ວຍມຸມ 120° ແມ່ນຍັງເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຢູ່ໃນພື້ນທີ່ນີ້ (ລູກສອນສີເຫຼືອງ).

ຮູບພາບ #2

ເປີດຮູບແລ້ວ 2Aເຊັ່ນດຽວກັນ 1E, ຢືນຢັນຮູບລັກສະນະຂອງການຊຶມເສົ້າຊ້ໍາທ້ອງຖິ່ນໃນ graphene ຫຼັງຈາກເງິນຝາກ boron.

ເພື່ອກວດກາເບິ່ງຮູບຊົງເຫຼົ່ານີ້ ແລະຊອກຫາຕົ້ນກຳເນີດຂອງພວກມັນໄດ້ດີຂຶ້ນ, ມີການຖ່າຍຮູບອີກອັນໜຶ່ງໃນບໍລິເວນດຽວກັນ, ແຕ່ໃຊ້ແຜນທີ່ |dln.I/dz| (2B), ບ່ອນໃດ I - ອຸ​ໂມງ​ປະ​ຈຸ​ບັນ​, d ແມ່ນຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ແລະ z — ການ​ແຍກ​ຕົວ​ຢ່າງ probe (ຊ່ອງ​ຫວ່າງ​ລະ​ຫວ່າງ​ເຂັມ microscope ແລະ​ຕົວ​ຢ່າງ​)​. ການນໍາໃຊ້ເຕັກນິກນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໄດ້ຮັບຮູບພາບທີ່ມີຄວາມລະອຽດທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ສູງ. ທ່ານຍັງສາມາດໃຊ້ CO ຫຼື H2 ໃນເຂັມກ້ອງຈຸລະທັດສໍາລັບການນີ້.

Image Image 2 ແມ່ນຮູບພາບທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ STM ເຊິ່ງປາຍໄດ້ຖືກເຄືອບດ້ວຍ CO. ການປຽບທຽບຮູບພາບ А, В и С ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ວ່າ​ອົງ​ປະ​ກອບ​ປະ​ລໍາ​ມະ​ນູ​ທັງ​ຫມົດ​ໄດ້​ຖືກ​ກໍາ​ນົດ​ເປັນ hexagons ສົດ​ໃສ​ຕິດ​ກັນ​ສາມ​ກໍາ​ນົດ​ໃນ​ສອງ​ທິດ​ທາງ​ທີ່​ບໍ່​ເທົ່າ​ທຽມ​ກັນ (ສາມ​ຫລ່ຽມ​ສີ​ແດງ​ແລະ​ສີ​ເຫຼືອງ​ໃນ​ຮູບ​ພາບ​)​.

ຮູບພາບຂະຫຍາຍພື້ນທີ່ນີ້ (2D) ຢືນຢັນວ່າອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຢູ່ໃນການຕົກລົງກັບ impurities boron dopant, ຄອບຄອງ sublattices graphene ສອງ, ຕາມທີ່ລະບຸໄວ້ໂດຍໂຄງສ້າງ superimposed.

ການເຄືອບ CO ຂອງເຂັມກ້ອງຈຸລະທັດເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເປີດເຜີຍໂຄງສ້າງເລຂາຄະນິດຂອງແຜ່ນ borophene (2E), ເຊິ່ງຈະເປັນໄປບໍ່ໄດ້ຖ້າຫາກວ່າເຂັມແມ່ນມາດຕະຖານ (ໂລຫະ) ໂດຍບໍ່ມີການເຄືອບ CO.

ຮູບພາບ #3

ການສ້າງຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຂອງ heterointerface ລະຫວ່າງ borophene ແລະ graphene (3A) ຄວນເກີດຂື້ນເມື່ອ borophene ເຕີບໃຫຍ່ຢູ່ຂ້າງໂດເມນ graphene ທີ່ມີ boron ແລ້ວ.

ນັກວິທະຍາສາດເຕືອນວ່າຕົວເຊື່ອມຕໍ່ heterointerfaces ຂ້າງໂດຍອີງໃສ່ graphene-hBN (graphene + boron nitride) ມີຄວາມສອດຄ່ອງຂອງເສັ້ນດ່າງ, ແລະ heterojunctions ໂດຍອີງໃສ່ dichalcogenides ໂລຫະການປ່ຽນແປງມີຄວາມສອດຄ່ອງ symmetry. ໃນກໍລະນີຂອງ graphene / borophene, ສະຖານະການແມ່ນແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍ - ພວກເຂົາມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນທາງດ້ານໂຄງສ້າງຫນ້ອຍທີ່ສຸດກ່ຽວກັບຄວາມຄົງທີ່ຂອງເສັ້ນດ່າງຫຼື symmetry ໄປເຊຍກັນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເຖິງວ່າຈະມີນີ້, ດ້ານຂ້າງຂອງ graphene / borophene heterointerface ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສອດຄ່ອງຂອງປະລໍາມະນູເກືອບທີ່ສົມບູນແບບ, ໂດຍມີທິດທາງ boron row (B-row) ສອດຄ່ອງກັບທິດທາງ zigzag (ZZ) ຂອງ graphene (3A). ເປີດ 3B ຮູບພາບທີ່ຂະຫຍາຍໃຫຍ່ຂື້ນຂອງພາກພື້ນ ZZ ຂອງ heterointerface ໄດ້ຖືກສະແດງ (ເສັ້ນສີຟ້າຊີ້ໃຫ້ເຫັນອົງປະກອບຂອງ interfacial ທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບພັນທະບັດ boron-carbon covalent).

ນັບຕັ້ງແຕ່ borophene ເຕີບໂຕໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາເມື່ອທຽບກັບ graphene, ແຄມຂອງໂດເມນ graphene ຄົງຈະບໍ່ມີຄວາມເຄື່ອນທີ່ສູງໃນເວລາທີ່ປະກອບເປັນ heterointerface ກັບ borophene. ດັ່ງນັ້ນ, ການໂຕ້ຕອບ heterointerface ທີ່ຊັດເຈນເກືອບເປັນປະລໍາມະນູແມ່ນອາດຈະເປັນຜົນມາຈາກການຕັ້ງຄ່າທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະຄຸນລັກສະນະຂອງພັນທະບັດ boron multisite. ການສະແກນ tunneling spectroscopy spectra (3) ແລະ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ອຸ​ໂມງ​ແຕກ​ຕ່າງ (3D) ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ວ່າ​ການ​ຫັນ​ປ່ຽນ​ເອ​ເລັກ​ໂຕຣ​ນິກ​ຈາກ graphene ກັບ borophene ໄດ້​ເກີດ​ຂຶ້ນ​ໃນ​ໄລ​ຍະ​ຫ່າງ​ຂອງ ~5 Å​ໂດຍ​ບໍ່​ມີ​ລັດ​ການ​ໂຕ້​ຕອບ​ທີ່​ສັງ​ເກດ​ເຫັນ​.

ກ່ຽວກັບຮູບພາບ 3E ສະແດງໃຫ້ເຫັນແມ່ນສາມຈຸດສະແກນ tunneling spectroscopy spectra ປະຕິບັດຕາມສາມເສັ້ນ dashed ໃນ 3D, ເຊິ່ງຢືນຢັນວ່າການຫັນປ່ຽນເອເລັກໂຕຣນິກສັ້ນນີ້ແມ່ນ insensitive ກັບໂຄງສ້າງ interfacial ທ້ອງຖິ່ນແລະສາມາດປຽບທຽບກັບ borophene-silver interfaces.

ຮູບພາບ #4

Graphene intercalation * ກ່ອນຫນ້ານີ້ຍັງໄດ້ຮັບການສຶກສາຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ແຕ່ການປ່ຽນ intercalants ເຂົ້າໄປໃນແຜ່ນ 2D ທີ່ແທ້ຈິງແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຫາຍາກ.

Intercalation * - ການລວມຕົວແບບປີ້ນກັບກັນຂອງໂມເລກຸນຫຼືກຸ່ມຂອງໂມເລກຸນລະຫວ່າງໂມເລກຸນອື່ນໆຫຼືກຸ່ມຂອງໂມເລກຸນ.

ລັດສະໝີປະລໍາມະນູຂະຫນາດນ້ອຍຂອງ boron ແລະປະຕິສໍາພັນທີ່ອ່ອນແອລະຫວ່າງ graphene ແລະ Ag(111) ຊີ້ໃຫ້ເຫັນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງ intercalation ຂອງ graphene ກັບ boron. ໃນຮູບ 4A ຫຼັກຖານໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີບໍ່ພຽງແຕ່ຂອງ intercalation boron, ແຕ່ຍັງກ່ຽວກັບການສ້າງຕັ້ງຂອງ heterostructures borophene-graphene ຕັ້ງ, ໂດຍສະເພາະໂດເມນສາມຫຼ່ຽມອ້ອມຮອບດ້ວຍ graphene. ເສັ້ນດ່າງ Honeycomb ສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນໂດເມນສາມຫຼ່ຽມນີ້ຢືນຢັນການມີ graphene. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, graphene ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງທ້ອງຖິ່ນຕ່ໍາຢູ່ທີ່ -50 meV ເມື່ອທຽບກັບ graphene ອ້ອມຂ້າງ (4B). ເມື່ອປຽບທຽບກັບ graphene ໂດຍກົງໃນ Ag(111), ບໍ່ມີຫຼັກຖານຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງທ້ອງຖິ່ນສູງໃນ spectrum. dI/dV (4C, ເສັ້ນໂຄ້ງສີຟ້າ), ທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບສະຖານະຫນ້າດິນ Ag(111), ແມ່ນຫຼັກຖານທໍາອິດຂອງການ intercalation boron.

ນອກຈາກນີ້, ຕາມທີ່ຄາດໄວ້ສໍາລັບ intercalation ບາງສ່ວນ, ເສັ້ນດ່າງ graphene ຍັງຄົງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຕະຫຼອດການໂຕ້ຕອບຂ້າງຄຽງລະຫວ່າງ graphene ແລະພາກພື້ນສາມຫລ່ຽມ (4D - ກົງ​ກັບ​ພື້ນ​ທີ່​ຮູບ​ສີ່​ແຈ​ສາກ​ກ່ຽວ​ກັບ​ການ​ 4A, ວົງໃນເສັ້ນຈຸດສີແດງ). ຮູບພາບທີ່ໃຊ້ CO ຢູ່ໃນເຂັມກ້ອງຈຸລະທັດຍັງຢືນຢັນການປະກົດຕົວຂອງຄວາມບໍ່ສະອາດທົດແທນ boron (4E - ກົງ​ກັບ​ພື້ນ​ທີ່​ຮູບ​ສີ່​ແຈ​ສາກ​ກ່ຽວ​ກັບ​ການ​ 4A, ວົງມົນຢູ່ໃນເສັ້ນຈຸດສີເຫຼືອງ).

ເຂັມກ້ອງຈຸລະທັດທີ່ບໍ່ມີການເຄືອບໃດໆກໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນລະຫວ່າງການວິເຄາະ. ໃນ​ກໍ​ລະ​ນີ​ນີ້​, ອາ​ການ​ຂອງ​ອົງ​ປະ​ກອບ​ຮູບ​ແຂບ​ມິ​ຕິ​ລະ​ດັບ​ຫນຶ່ງ​ທີ່​ມີ​ໄລ​ຍະ​ເວ​ລາ​ຂອງ 5 Å​ໄດ້​ຖືກ​ເປີດ​ເຜີຍ​ໃນ​ໂດ​ເມນ graphene intercalated (4F и 4G). ໂຄງສ້າງຫນຶ່ງມິຕິເຫຼົ່ານີ້ຄ້າຍຄືກັບແຖວ boron ໃນຮູບແບບ borophene. ນອກເຫນືອໄປຈາກຊຸດຂອງຈຸດທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບ graphene, Fourier ຫັນປ່ຽນຮູບພາບເຂົ້າໄປໃນ 4G ສະ​ແດງ​ເປັນ​ຄູ່​ຂອງ​ຈຸດ orthogonal ທີ່​ສອດ​ຄ້ອງ​ກັນ​ກັບ 3 Å x 5 Å ເສັ້ນ​ດ່າງ​ຮູບ​ສີ່​ແຈ​ສາກ (ຂະ ໜາດ 4H), ເຊິ່ງຢູ່ໃນຂໍ້ຕົກລົງທີ່ດີເລີດກັບຮູບແບບ borophene. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສັງເກດການປະຖົມນິເທດ triple ຂອງ array ຂອງອົງປະກອບເສັ້ນຊື່ (1E) ຕົກລົງເຫັນດີກັບໂຄງສ້າງທີ່ເດັ່ນຊັດດຽວກັນທີ່ສັງເກດເຫັນສໍາລັບແຜ່ນ borophene.

ການສັງເກດການເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງແຂງແຮງຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການລວມຕົວຂອງ graphene ໂດຍ borophene ຢູ່ໃກ້ກັບຂອບຂອງ Ag, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການສ້າງຕັ້ງຂອງ heterostructures borophene-graphene ຕັ້ງ, ເຊິ່ງສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້ປະໂຫຍດໂດຍການເພີ່ມການຄຸ້ມຄອງເບື້ອງຕົ້ນຂອງ graphene.

4I ແມ່ນການເປັນຕົວແທນ schematic ຂອງ heterostructure ຕັ້ງຢູ່ເທິງ 4H, ບ່ອນທີ່ທິດທາງຂອງແຖວ boron (ລູກສອນສີບົວ) ແມ່ນສອດຄ່ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບທິດທາງ zigzag ຂອງ graphene (ລູກສອນສີດໍາ), ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປະກອບເປັນ heterostructure ຕັ້ງເປັນສັດສ່ວນ rotationally.

ສໍາລັບການຮູ້ຈັກລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມກັບ nuances ຂອງການສຶກສາ, ຂ້າພະເຈົ້າແນະນໍາໃຫ້ເບິ່ງ ນັກວິທະຍາສາດລາຍງານ и ວັດສະດຸເພີ່ມເຕີມ ກັບເຂົາ.

Epilogue

ການສຶກສານີ້ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ borophene ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສາມາດສ້າງໂຄງສ້າງທາງຂ້າງແລະແນວຕັ້ງທີ່ມີ graphene. ລະບົບດັ່ງກ່າວສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນການພັດທະນາຂອງປະເພດໃຫມ່ຂອງອົງປະກອບສອງມິຕິລະດັບທີ່ໃຊ້ໃນ nanotechnology, ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະ wearable, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບປະເພດໃຫມ່ຂອງ semiconductors.

ນັກຄົ້ນຄວ້າເອງເຊື່ອວ່າການພັດທະນາຂອງພວກເຂົາອາດຈະເປັນການຊຸກຍູ້ອັນມີອໍານາດສໍາລັບເຕັກໂນໂລຢີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເອເລັກໂຕຣນິກ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນຍັງຍາກທີ່ຈະເວົ້າຢ່າງແນ່ນອນວ່າຄໍາເວົ້າຂອງພວກເຂົາຈະກາຍເປັນສາດສະດາ. ໃນປັດຈຸບັນ, ຍັງມີຫຼາຍຢ່າງທີ່ຕ້ອງໄດ້ຄົ້ນຄ້ວາ, ເຂົ້າໃຈແລະປະດິດສ້າງເພື່ອໃຫ້ແນວຄວາມຄິດນິຍາຍວິທະຍາສາດເຫຼົ່ານັ້ນເຂົ້າມາໃນຈິດໃຈຂອງນັກວິທະຍາສາດກາຍເປັນຄວາມຈິງທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍຄວາມສາມາດ.

ຂໍ​ຂອບ​ໃຈ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ອ່ານ​, ຢູ່ curious ແລະ​ມີ​ອາ​ທິດ​ທີ່​ດີ guys​. 🙂

ຂອບໃຈສໍາລັບການຢູ່ກັບພວກເຮົາ. ເຈົ້າມັກບົດຄວາມຂອງພວກເຮົາບໍ? ຕ້ອງການເບິ່ງເນື້ອຫາທີ່ຫນ້າສົນໃຈຫຼາຍບໍ? ສະຫນັບສະຫນູນພວກເຮົາໂດຍການວາງຄໍາສັ່ງຫຼືແນະນໍາໃຫ້ຫມູ່ເພື່ອນ, ສ່ວນຫຼຸດ 30% ສໍາລັບຜູ້ໃຊ້ Habr ໃນການປຽບທຽບທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເຊີບເວີລະດັບເຂົ້າ, ເຊິ່ງຖືກປະດິດໂດຍພວກເຮົາສໍາລັບທ່ານ: ຄວາມຈິງທັງໝົດກ່ຽວກັບ VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps ຈາກ $20 ຫຼືວິທີການແບ່ງປັນເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍ? (ສາມາດໃຊ້ໄດ້ກັບ RAID1 ແລະ RAID10, ສູງສຸດ 24 cores ແລະສູງສຸດ 40GB DDR4).

Dell R730xd ລາຄາຖືກກວ່າ 2 ເທົ່າ? ທີ່ນີ້ເທົ່ານັ້ນ 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV ຈາກ $199 ໃນປະເທດເນເທີແລນ! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ຈາກ $99! ອ່ານກ່ຽວກັບ ວິທີການສ້າງໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງບໍລິສັດ. ຫ້ອງຮຽນທີ່ມີການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍຂອງ Dell R730xd E5-2650 v4 ມູນຄ່າ 9000 ເອີໂຣສໍາລັບເງິນບໍ?

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: www.habr.com