“Ko te whakarerekētanga te matua ki te wetewete i te mea ngaro o te kukuwhatanga. Ko te ara o te whakawhanaketanga mai i te rauropi ngawari ki nga momo koiora rangatira ka roa nga mano tau. Engari i ia rau mano tau ka puta te peke whakamua i roto i te kukuwhatanga" (Charles Xavier, X-Men, 2000). Mena ka waihohia e tatou nga waahanga sci-fi katoa kei roto i nga pakiwaitara me nga kiriata, katahi ka tino pono nga kupu a Ahorangi X. Ko te whakawhanaketanga o tetahi mea ka puta i te nuinga o te waa, engari i etahi wa ka puta he peke e pa ana ki te mahi katoa. E pa ana tenei ki te kukuwhatanga o nga momo anake, engari ki te whanaketanga o te hangarau, ko te tino taraiwa ko te tangata, o raatau rangahau me o raatau mahi. I tenei ra ka mohio tatou ki tetahi rangahau, e ai ki ana kaituhi, he tino pikinga kukuwhatanga i roto i te hangarau nano. I pehea nga kaiputaiao mai i te Whare Wananga o Te Taitokerau (USA) ki te hanga i tetahi hanganga rereke-rua hou, he aha te take i kowhiria ai te graphene me te borophene hei turanga, a he aha nga ahuatanga kei roto i taua punaha? Ma te ripoata a te roopu rangahau e korero mo tenei. Haere.
Kaupapa rangahau
He maha nga wa kua rongohia e matou te kupu "graphene" he whakarereketanga-rua o te waro, he paparanga ngota waro 1 ngota te matotoru. Engari ko te "borofen" he tino onge. E tohu ana tenei kupu ki te karaihe ahu-rua he ngota boron (B) anake. Ko te ahua o te noho o te borophene i matapae tuatahi i te waenganui o te 90s, engari i roto i nga mahi ka taea te whiwhi i tenei hanganga i te tau 2015 anake.
Ko te hanganga ngota o te borophene he huānga tapatoru me te hexagonal, he hua na te taunekeneke i waenga i nga hononga-rua-pokapū me te maha-pokapū i roto i te rererangi, he tino angamaheni mo nga huānga ngoikore-hiko, kei roto ko te boron.
*Ko te tikanga o nga here rua-pokapū me te maha o nga hononga matū - nga taunekeneke o nga ngota e tohu ana i te pumau o te ngota ngota, te karaihe ranei hei hanga kotahi. Hei tauira, ka puta he hononga irahiko rua-pokapū i te wa e tohatoha ana nga ngota e 2 i nga irahiko e 2, ka puta mai he hononga irahiko rua-pokapū e toru i te wa e 2 ngota me te 3 irahiko, etc.
Mai i te tirohanga tinana, he kaha ake, he ngawari ake te borophene i te graphene. E whakaponohia ana hoki ka taea e nga hanganga borophene te whakauru pai mo nga pākahiko, na te mea he nui te kaha o te borophene me te hikohiko hiko motuhake me nga taonga kawe katote. Heoi, i tenei wa he ariā noa tenei.
Te noho huānga tapatoru*, 10 te iti rawa o te boron allotropes*. I roto i te ahua-rua, he rite polymorphism* ka kitea ano.
Huānga Torutoru* e ahei ana ki te hanga i nga here kovalent e toru, ko te whaarua e toru.
Allotropy* - ka taea te whakaatu i tetahi huānga matū i roto i te ahua o nga matū ngawari e rua, neke atu ranei. Hei tauira, waro - taimana, graphene, graphite, waro nanotubes, etc.
Polymorphism* - te kaha o te matū ki te noho i roto i nga hanganga karaihe rereke (whakarereketanga polymorphic). Mo nga matū ngawari, he rite tenei kupu ki te allotropy.
I runga i tenei polymorphism whanui, ko te whakaaro he kaitono pai te borophene mo te hanga i nga hanganga-a-rua hou, na te mea me whakangawari nga whirihoranga hononga boron rereke i nga whakaritenga whakahoahoa. Ko te mea pouri, ko tenei take i akohia i mua i te taumata ariā na te uaua o te whakahiato.
Mo nga rauemi 2D tikanga ka whiwhi mai i nga kiripiri paparanga nui, ka taea te hanga heterostructure poutū ma te whakamahi i te whakaputu miihini. I tetahi atu taha, ko nga heterostructure taha-rua e ahu mai ana i runga i te whakahiato o raro-runga. He nui te kaha ki te whakaoti i nga rapanga whakahaere mahi heterojunction, heoi, na te hononga kovalent, ko te whakahoatanga kurupae koretake ka puta he atanga whanui me te raruraru. No reira, tera ano pea, engari he raru ano kei te whakatutuki.
I roto i tenei mahi, i kaha nga kairangahau ki te whakauru i te borophene me te graphene ki roto i te heterostructure rua-ahu. Ahakoa te tauritenga me te hangarite i waenga i te borophene me te graphene, te tukunga raupapa o te waro me te boron ki runga i te tïpako Ag(111) i raro i te maruatanga ultra-tiketike (UHV) ka hua tata nga atanga heteroatanga taha ngota me nga tiritiri reeti matapae, tae atu ki nga atanga hetero. .
Whakaritenga ako
I mua i te ako i te heterostructure, me hanga. Ko te tipu o te graphene me te borophene i mahia i roto i te ruma korehau ultra-tiketike me te pehanga o te 1x10-10 millibars.
Ko te karaihe Ag(111) tïpako kotahi i horoia e nga huringa tukurua o te Ar+ sputtering (1 x 10-5 millibar, 800 eV, 30 meneti) me te waiariki annealing (550 °C, 45 meneti) ki te whiwhi i te Ag ma te ngota me te papa ( 111) mata. .
I whakatipuhia a Graphene e te whakaetonga kurupae irahiko o te rakau graphite parakore (99,997%) me te diameter o te 2.0 mm ki runga i te tïpako Ag (750) kua wera ki te 111 °C i te naianei whakawera o ~ 1.6 A me te ngaohiko whakatere o ~ 2 kV , e homai ana te naianei tukunga o ~ 70 mA me te rere waro ~40 nA. Ko te pehanga i roto i te ruma he 1 x 10-9 millibars.
I whakatipuhia te Borophene na roto i te whakaetonga kurupae irahiko o te rakau boron parakore (99,9999%) ki runga i te graphene submonolayer i runga i te Ag (400) kua wera ki te 500-111 °C. Ko te naianei kakawaea he ~1.5 A me te ngaohiko whakatere he 1.75 kV, ka puta he naia tukunga o ~34 mA me te rere o te boron o ~10 nA. Ko te pehanga i roto i te ruma i te wa e tipu ana te borophene he 2 x 10-10 millibars.
Nga hua rangahau
Whakaahua #1
I runga i te ahua 1A kua whakaatuhia STM* he whakaahua o te graphene tipu, kei reira nga rohe graphene e tino kitea ana ma te mapi dI/dV (1B) i hea I и V ko te kauhanga naianei me te nekehanga tauira, me d — kiato.
STM* — te matawai karu karurangi.
dI/dV Ko nga mapi o te tauira ka taea e matou te kite i te teitei ake o te kiato rohe o nga ahua o te graphene i whakaritea ki te taputapu Ag(111). I runga i nga rangahau o mua, ko te ahua o te mata o Ag (111) he ahuatanga o te hikoi, ka huri ki te kaha pai e dI/dV tūāwhiorangi graphene (1С), e whakamarama ana i te teitei ake o te kiato rohe o nga ahua o te graphene on 1B i te 0.3 eV.
I runga i te ahua 1D ka kite tatou i te hanganga o te graphene paparanga kotahi, kei reira te honikoma me te kurupae moiré superstructure*.
Hanganga teitei* - he ahuatanga o te hanganga o te puhui tioata e tukurua ana i tetahi waahi ka puta he hanganga hou me te waa rereke rereke.
Moire* - te tuunga o nga tauira mata e rua ki runga ake o tetahi.
I te iti o te mahana, ka tipu te tipu ki te hanganga o nga rohe graphene dendritic me te hapa. Na te ngoikore o nga taunekeneke i waenga i te graphene me te tïpako o raro, ehara i te mea ahurei te tirohanga hurihanga o te graphene ki te Ag(111).
Whai muri i te tukunga o te boron, te matawai moroiti toronga (1E) i whakaatu te noho tahitanga o nga rohe borophene me te graphene. Ka kitea ano i roto i te ahua ko nga rohe kei roto i te graphene, i tohuhia i muri mai ko te graphene kua honoa ki te borophene (kua tohua ki te ahua Gr/B). Ko nga huānga raina e toru nga ahunga ka wehea e te koki 120° ka tino kitea ki tenei waahi (nga pere kowhai).
Whakaahua #2
Whakaahua kei runga 2A, me 1E, whakapumau i te ahua o nga paheketanga pouri o te rohe i roto i te graphene i muri i te tuunga boron.
Kia pai ake te tirotiro i enei hanganga me te mohio ki te takenga mai, i tangohia he whakaahua ano mo taua takiwa, engari ma nga mapi |dlnI/dz| (2B), kei hea I — te kauhanga ia, d ko te kiato, me z - te wehewehenga-tauira (te aputa i waenga i te ngira karuiti me te tauira). Ma te whakamahi i tenei tikanga ka taea te tiki whakaahua me te taumira mokowā teitei. Ka taea hoki e koe te whakamahi CO, H2 ranei i runga i te ngira karuiti mo tenei.
Image Image 2С he ahua i whiwhi ma te STM i pania tona pito ki te CO. Te whakataurite o nga whakaahua А, В и С E whakaatu ana ko nga huānga ngota katoa e tautuhia ana ko nga hexagons kanapa e toru e tata ana ki nga ahunga e rua kaore i rite (nga tapatoru whero me te kowhai kei roto i nga whakaahua).
Whakanuia nga whakaahua o tenei waahi (2D) ka whakapumau kei te rite enei huānga ki nga poke o te boron dopant, e noho ana e rua nga riipene graphene, e tohuhia ana e nga hanganga kua whakakikoruatia.
Ko te paninga CO o te ngira karuiti ka taea te whakaatu i te hanganga ahuahanga o te pepa borophene (2E), e kore e taea mena he paerewa (whakarewa) te ngira me te kore he paninga CO.
Whakaahua #3
Ko te hanga o nga atanga rereke taha taha i waenga i te borophene me te graphene (3A) me puta ina tipu te borophene ki te taha o nga rohe graphene kei roto i te boron.
Ka maumahara nga kaiputaiao ko nga atanga rereke taha taha i runga i te graphene-hBN (graphene + boron nitride) he riterite nga reeti, me nga heterojunctions i runga i nga dichalcogenides whakarewa whakawhiti he riterite hangarite. Mo te graphene/borophene, he paku rereke te ahuatanga - he iti noa te ahua o te hanganga i runga i te ahua o nga taumau reeti me te hangarite karaihe. Heoi, ahakoa tenei, ka whakaatuhia e te graphene/borophene heterointerface te riterite ngota tino tata, me te rarangi boron (B-rarangi) e hono ana ki nga ahunga zigzag (ZZ) o te graphene (3A). Kei runga 3B ka whakaatuhia he ahua whakanuia o te rohe ZZ o te atanga hetero (ko nga raina kikorangi e tohu ana i nga huānga atanga e rite ana ki nga here kovalent boron-carbon).
I te mea ka tipu te borophene ki te iti ake o te pāmahana ka whakaritea ki te graphene, karekau pea nga tapa o te rohe graphene he nui te nekeneke i te wa e hanga ana he heterointerface me te borophene. No reira, ko te atanga tata ki te tata ngota tika he hua o nga whirihoranga rereke me nga ahuatanga o nga here boron maha. Matawai tunneling spectroscopy spectroscopy (3С) me te rere o te kauhanga rereke (3D) e whakaatu ana ko te whakawhiti hiko mai i te graphene ki te borophene ka puta i runga i te tawhiti o ~5 Å kaore he ahua atanga e kitea ana.
I runga i te ahua 3E E toru nga matawai tunneling spectroscopy spectroscopy i mau ki te taha o nga rarangi taiawhio e toru i roto i te 3D, e whakau ana ko tenei whakawhiti hiko poto he kore aro ki nga hanganga atanga o te rohe, he rite ki tera i nga atanga borophene-hiriwa.
Whakaahua #4
Kauwhata whakawhitiwhiti* kua rangahaua whanuitia ano i mua, engari he mea onge te huri o nga kaitahuri ki nga pepa 2D pono.
Intercalation* - te whakaurunga o te ngota ngota me te roopu ngota i waenga i etahi atu ngota ngota, roopu raanei ranei.
Ko te radius ngota iti o te boron me te ngoikore o te tauwhitinga i waenga i te graphene me te Ag(111) e whakaatu ana ka taea te wawaotanga o te graphene me te boron. I roto i te ahua 4A Ko nga taunakitanga e whakaatuhia ana ehara i te mea mo te whakawhitinga boron anake, engari mo te hanganga o nga heterostructure borophene-graphene poutū, ina koa nga rohe tapatoru e karapotia ana e te graphene. Ko te kurupae honikoma i kitea i runga i tenei rohe tapatoru e whakau ana i te noho o te graphene. Heoi, he iti ake te kiato rohe o tenei kawhata i te -50 meV ki te graphene huri noa (4B). Ka whakatauritea ki te graphene i runga i te Ag(111), karekau he taunakitanga mo te kiato nui o nga whenua i roto i te hihinga. dI/dV (4C, pihi kikorangi), e rite ana ki te ahua o te mata o Ag(111), ko te taunakitanga tuatahi o te whakawhitinga boron.
I tua atu, i te mea e tumanakohia ana mo te whakawhitinga wahanga, ka mau tonu te kurupae graphene puta noa i te atanga taha taha i waenga i te graphene me te rohe tapatoru (4D - e hāngai ana ki te horahanga tapawhā i runga 4A, i porowhitatia ki te raina iraira whero). Ko tetahi whakaahua e whakamahi ana i te CO i runga i te ngira karuiti i whakapumau i te noho mai o nga poke whakakapi boron (4E - e hāngai ana ki te horahanga tapawhā i runga 4A, porowhitatia ki te raina iraira kowhai).
I whakamahia ano nga ngira miihini karekau he paninga i te wa o te tātari. I tenei take, ka kitea nga tohu o nga huānga rarangi ahu-tahi me te wa o te 5 Å i roto i nga rohe graphene intercalated (4F и 4G). He rite enei hanganga ahua kotahi ki nga rarangi boron i te tauira borophene. I tua atu i nga huinga tohu e rite ana ki te graphene, ko te hurihanga a Fourier o te ahua ki 4G ka whakaatu i nga tohu orthogonal takirua e rite ana ki te kurupae tapawha 3 Å x 5 Å (4H), e tino pai ana ki te tauira borophene. I tua atu, ko te tirohanga takitoru o te huinga o nga huānga rarangi (1E) e pai ana ki te ahua o te hanganga nui e kitea ana mo nga pepa borophene.
Ko enei tirohanga katoa e tino whakaatu ana i te wawaotanga o te graphene e te borophene e tata ana ki nga tapa o Ag, na reira ka puta te hanganga o nga heterostructures borophene-graphene poutū, ka taea te mohio ma te whakanui ake i te kapi tuatahi o te graphene.
4I he tohu hangahanga o te hanganga hetero poutū kei runga 4H, ko te aronga o te haupae boron (pere mawhero) e hono tata ana ki te ahunga zigzag o te graphene (pere pango), na reira ka hanga he heterostructure poutū takahurihuri.
Mo te mohiotanga atu ki nga ahuatanga o te ako, ka tūtohu ahau ki te titiro и ki a ia.
Epilogue
I whakaatuhia e tenei rangahau he tino kaha te borophene ki te hanga i te taha taha me te poutū heterostructures me te graphene. Ka taea te whakamahi i aua punaha ki te whakawhanake momo hou o nga huānga ahu-rua e whakamahia ana i roto i te hangarau nano, te hikohiko ngawari me te kakahu, tae atu ki nga momo semiconductors hou.
Ko nga kairangahau ano e whakapono ana ko to raatau whanaketanga ka kaha te pana whakamua mo nga hangarau e pa ana ki te hikohiko. Heoi ano, he uaua tonu ki te kii maataki ka riro a raatau kupu hei tohu. I tenei wa, he nui tonu te rangahau, te whakamarama me te whakahiato kia tino tuturu ai aua whakaaro pakimaero putaiao e whakakii ana i nga hinengaro o nga kaiputaiao.
Nga mihi mo te panui, noho pakiki, kia pai te wiki e tama. 🙂
Mauruuru koe mo te noho ki a matou. He pai ki a koe a maatau tuhinga? Kei te hiahia koe ki te kite i etahi atu mea whakamere? Tautokohia matou ma te tuku ota me te tuku korero ki o hoa, 30% hekenga mo nga kaiwhakamahi Habr i runga i te taapiri ahurei o nga kaitoro taumata-urunga, i hangaia e matou mo koe: (e waatea ana me te RAID1 me te RAID10, tae atu ki te 24 matua me te 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 nga wa iti ake? Anei i konei i roto i te Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mai i te $99! Pānuihia mo
Source: will.com