“O suiga o le ki lea i le tatalaina o le mealilo o le evolusione. O le ala o le atinaʻe mai le tino sili ona faigofie e oʻo atu i meaola faʻapitoa e ola i le faitau afe o tausaga. Ae o le selau afe tausaga uma e i ai se oso malosi i luma i le evolusione" (Charles Xavier, X-Men, 2000). Afai tatou te lafoa'i uma elemene talafesa-saienisi o loʻo i ai i komi ma ata tifaga, o lona uiga e moni lava upu a Polofesa X. O le atinaʻeina o se mea e faʻagasolo tutusa i le tele o taimi, ae o nisi taimi o loʻo i ai ni oso e tele sona aafiaga i le faagasologa atoa. O lenei mea e le gata i le evolusione o ituaiga, ae faapena foi i le evolusione o tekinolosi, o le avetaavale autu o tagata, o latou suesuega ma mea fou. O aso nei o le a tatou masani i se suʻesuʻega, e tusa ai ma ona tusitala, o se oso faʻaleleia moni i le nanotechnology. Na fa'afefea e saienitisi mai le Iunivesite o Northwestern (USA) ona fausia se heterostructure lua-dimensional fou, aisea na filifilia ai le graphene ma le borophene e fai ma faavae, ma o a meatotino e mafai ona i ai sea faiga? O le lipoti a le vaega suʻesuʻe o le a taʻu mai ia i tatou lenei mea. Alu.
Fa'avae ole su'esu'ega
Ua matou faalogo i le faaupuga "graphene" i le tele o taimi; o se suiga e lua-dimensional o le carbon, e aofia ai se vaega o carbon atoms 1 atom mafiafia. Ae o le "borofen" e matua seasea lava. O lenei faaupuga e faasino i se tioata e lua-dimensional e aofia ai na o boron (B) atoms. O le avanoa o le i ai o le borophene na muaʻi valoia i tua i le ogatotonu o le 90s, ae i le faʻatinoga o lenei fausaga na maua naʻo le 2015.
O le fausaga atomic o le borophene e aofia ai elemene tafatolu ma hexagonal ma o se taunuuga o le fegalegaleaiga i le va o le lua-center ma le tele-center i totonu o vaalele, lea e matua masani lava mo elemene eletise, lea e aofia ai le boron.
*O fusi e lua-center ma multicenter o lona uiga o fusi faʻamaʻi - fegalegaleaiga a atoms e faʻaalia ai le mautu o se mole poʻo se tioata o se fausaga e tasi. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le lua-centre two-electron bond e tupu pe a 2 atoms e faʻasoa 2 electrons, ma le lua-centre-tolu-electron bond e tupu pe a 2 atoms ma 3 electrons, ma isi.
Mai se vaaiga faaletino, borophene atonu e sili atu le malosi ma sili atu ona fetuutuunai nai lo graphene. E talitonuina foi e mafai ona avea le fausaga o le borophene ma se fesoasoani lelei mo maa ona o le borophene e maualuga lona malosi ma le tulaga ese o le eletise eletise ma mea tau felauaiga ion. Ae ui i lea, i le taimi nei ua na o se talitonuga.
Avea elemene tolu*, boron e le itiiti ifo ma le 10 alotropes*. I foliga lua-itu, tutusa polymorphism* ua matauina foi.
Elemene trivalent* e mafai ona fausia ni noataga covalent se tolu, o lona valency e tolu.
Alotropy* - pe a mafai ona tuʻuina atu se elemene vailaʻau i foliga o ni mea faigofie se lua pe sili atu. Mo se faʻataʻitaʻiga, carbon - taimane, graphene, graphite, carbon nanotubes, ma isi.
Polymorphism* - le gafatia o se mea e ola ai i fausaga tioata eseese (suiga polymorphic). I le tulaga o mea faigofie, o lenei faaupuga e tutusa ma le alotropy.
Ona o lenei polymorphism lautele, ua fautuaina e mafai e le borophene ona avea ma sui sili ona lelei mo le fausiaina o heterostructures lua-dimensional, talu ai e tatau ona faʻamalieina le faʻaogaina o faʻamaufaʻailoga eseese o le lattice. Ae paga lea, o lenei mataupu sa suʻesuʻeina muamua naʻo le tulaga faʻapitoa ona o faigata i le tuʻufaʻatasia.
Mo mea masani 2D maua mai tioata lapisi tele, e mafai ona iloa heterostructures tūsaʻo e ala i le faʻapipiʻiina masini. I le isi itu, e lua-dimensional lateral heterostructures e faʻavae i luga o le faʻaogaina i lalo. Atomically sa'o lateral heterostructures e tele le gafatia i le foiaina o heterojunction fa'atonuga fa'aletonu fa'afitauli, peita'i, ona o le so'oga fa'atasi, lattice le atoatoa e masani ona i'u i feso'ota'iga lautele ma fa'aletonu. O le mea lea, e i ai le gafatia, ae o loʻo i ai foi faʻafitauli i le iloaina.
I lenei galuega, na mafai ai e le au suʻesuʻe ona tuʻufaʻatasia le borophene ma le graphene i totonu o le lua-dimensional heterostructure. E ui lava i le le fetaui o le lattice crystallographic ma foliga tutusa i le va o le borophene ma le graphene, o le tuʻuina faʻasolosolo o le kaponi ma le boron i luga o se mea Ag (111) i lalo ole vacuum ultra-high (UHV) e maua ai le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻi faʻataʻitaʻi faʻatasi ma le faʻaogaina o lattice vavalo, faʻapea foʻi ma fesoʻotaʻiga faʻatutusa. .
Suesuega sauniuni
Aʻo leʻi suʻesuʻeina le heterostructure, e tatau ona faʻapipiʻiina. O le tuputupu aʻe o le graphene ma le borophene na faʻatinoina i totonu o se potu malulu maualuga ma le mamafa o le 1x10-10 millibars.
O le tasi tioata Ag(111) substrate na fa'amamaina e ala i ta'amilosaga faifaipea o Ar + sputtering (1 x 10-5 millibar, 800 eV, 30 minute) ma le fa'amama vevela (550 °C, 45 minute) e maua ai se mama mama ma mafolafola Ag( 111) luga. .
O le Graphene na tupu aʻe e ala i le faʻasaʻoina o le uila eletise o se graphite mama (99,997%) ma le lautele o le 2.0 mm i luga o le Ag (750) substrate faʻavevela i le 111 °C i le vevela o le ~ 1.6 A ma le faʻavavevave voltage o ~ 2 kV. , lea e tuʻuina atu ai le faʻaosoina o le ~ 70 mA ma le carbon flux ~ 40 nA. O le mamafa i totonu o le potu e 1 x 10-9 millibars.
Borophene na tupu e ala i le fa'asao fa'aeletonika o se mama boron (99,9999%) i luga o submonolayer graphene i luga Ag (400) fa'avevela i le 500-111 °C. O le filament o loʻo i ai nei o le ~ 1.5 A ma le faʻavaveina o le voltage o le 1.75 kV, lea e tuʻuina atu ai le faʻaogaina o le ~ 34 mA ma le faʻafefe o le boron o le ~ 10 nA. O le mamafa i totonu o le potu i le taimi o le tuputupu aʻe o le borophene e tusa ma le 2 x 10-10 millibars.
Iʻuga o suʻesuʻega
Ata #1
I le ata 1A faʻaalia STM* se ata o le graphene matua, lea e sili ona vaʻaia ai le graphene domains ile faʻaogaina o se faafanua dI/dV (1B), fea I и V o le tunneling current ma fa'ata'ita'iga fa'ase'ega, ma d — mamafa.
STM* - su'esu'eina le microscope tunneling.
dI/dV fa'afanua o le fa'ata'ita'iga na mafai ai ona matou va'ava'ai i se tulaga maualuga atu i le lotoifale o setete o graphene fa'atusatusa i le Ag(111) substrate. E tusa ai ma suʻesuʻega talu ai, o le tulaga maualuga o Ag (111) o loʻo i ai se tulaga faʻavae, faʻafeiloaʻi i malosiaga lelei e ala i dI/dV alaleo o graphene (1С), o loʻo faʻamatalaina ai le maualuga maualuga o le lotoifale o setete o graphene i luga 1B i le 0.3 eV.
I le ata 1D e mafai ona tatou vaʻaia le fausaga o le graphene tasi-laupapa, lea o le lattice honeycomb ma moiré superstructure*.
Fa'atonuga* - o se vaega o le faʻatulagaina o se faʻapipiʻi tioata e toe fai i se vaitau patino ma faʻatupuina ai se fausaga fou ma se isi taimi e sui ai.
Moire* - fa'auluuluga o mamanu mata'i taimi e lua i luga o le tasi ma le isi.
I le maualalo o le vevela, o le tuputupu aʻe e taʻitaʻia ai le faʻavaeina o le dendritic ma le faaletonu o le graphene domains. Ona o fesoʻotaʻiga vaivai i le va o le graphene ma le mea faʻavae, o le faʻaogaina o le graphene e faʻatatau i le Ag(111) faʻavae e le tulaga ese.
A mae'a le tu'uina o le boron, su'esu'e le su'ega fa'ata'oto (1E) na faʻaalia ai le i ai o se tuʻufaʻatasiga o borophene ma graphene domains. O loʻo vaʻaia foi i le ata o itulagi i totonu o le graphene, lea na mulimuli ane iloa o le graphene e fesoʻotaʻi ma le borophene (faʻaalia i le ata. Gr/B). O elemene laina o loʻo faʻatatau i itu e tolu ma vavae ese e se tulimanu o le 120 ° o loʻo faʻaalia manino foi i lenei vaega (fana samasama).
Ata #2
Ata i luga 2Afaʻapea foʻi 1E, faʻamaonia le faʻaalia o faʻalavelave pogisa faʻapitonuʻu i le graphene pe a maeʻa le tuʻuina o boron.
Ina ia mafai ona sili atu le suʻesuʻeina o nei faʻavae ma suʻesuʻeina o latou tupuaga, na ave ai se isi ata o le nofoaga lava e tasi, ae faʻaaoga faʻafanua |dlnI/dz| (2B), o fea I - alavai vai, d o le mafiafia, ma z - vaeluaga-fa'ata'ita'iga (le va i le va o le nila microscope ma le fa'ata'ita'iga). O le faʻaogaina o lenei metotia e mafai ai ona maua ata e maualuga le faʻaogaina o avanoa. E mafai fo'i ona e fa'aogaina le CO po'o le H2 ile nila microscope mo lenei mea.
Image Image 2С o se ata na maua mai ile STM o lona pito na ufiufi ile CO. Faatusatusaga o ata А, В и С o lo'o fa'aalia ai o elemene atomika uma o lo'o faauigaina o ni hexagons susulu vavalalata e tolu e fa'asino i itu e lua e le tutusa (tafatolu mumu ma samasama i ata).
Fa'atele ata o lenei vaega (2D) faʻamaonia o nei elemene o loʻo malilie faatasi ma le faʻaleagaina o le boron dopant, o loʻo nofoia lua graphene sublattices, e pei ona faʻaalia e fausaga faʻapipiʻi.
O le ufiufi CO o le nila microscope na mafai ai ona faʻaalia le fausaga faʻataʻitaʻi o le laupepa borophene (2E), lea o le a le mafai pe a fai o le nila o se tulaga masani (metala) e aunoa ma le ufiufi CO.
Ata #3
Fausiaina o fesoʻotaʻiga i le va o le borophene ma le graphene (3A) e tatau ona tupu pe a tupu le borophene i tafatafa o graphene domains ua uma ona iai le boron.
Fa'amanatu e saienitisi o feso'ota'iga fa'asaga i tua e fa'avae i luga o le graphene-hBN (graphene + boron nitride) o lo'o i ai le lattice tutusa, ma o heterojunctions e fa'avae i luga o le suiga uamea dichalcogenides e tutusa tutusa. I le tulaga o le graphene/borophene, o le tulaga e fai si ese ese - e laʻititi la latou fausaga faʻatusa i tulaga o lattice tumau poʻo tioata tioata. Ae ui i lea, e ui i lea, o le lateral graphene / borophene heterointerface e faʻaalia ai le tutusa lelei o atomic, faʻatasi ai ma le laina boron (B-laina) faʻatonuga faʻatasi ma le zigzag (ZZ) faʻatonuga o graphene (3A). I luga o le 3B o loʻo faʻaalia se ata faʻalauteleina o le ZZ itulagi o le heterointerface (laina lanumoana o loʻo faʻaalia ai elemene faʻafesoʻotaʻi e fetaui ma soʻotaga kovalent boron-carbon).
Talu ai o le borophene e tupu aʻe i se vevela maualalo pe a faʻatusatusa i le graphene, o pito o le graphene domain e foliga mai e le maualuga le gaoioi pe a fai se heterointerface ma le borophene. O le mea lea, o le heterointerface toetoe lava atomically sa'o e foliga mai o se taunuuga o fetuutuunaiga eseese ma uiga o sootaga boron multisite. Fa'ata'ita'i fa'ata'oto (3С) ma le fa'aosoina o alavai eseese (3D) faʻaalia o le suiga faʻaeletoroni mai le graphene i le borophene e tupu i luga o le mamao o le ~ 5 Å e leai ni faʻamatalaga faʻaalia vaaia.
I le ata 3E O lo'o fa'aalia ai fa'ata'ita'iga fa'ata'oto e tolu e fa'ata'oto i luga o laina va'ava'ai e tolu i le 3D, lea e fa'amaonia ai o lenei suiga fa'aeletoroni pu'upu'u e le fa'aogaina i fausaga fa'alotoifale ma e fa'atusalia i feso'ota'iga borophene-silver.
Ata #4
Graphene feso'ota'iga* ua leva foi ona su'esu'eina lautele, ae o le liua o intercalants i pepa moni 2D e seasea maua.
Feso'ota'iga* - mafai ona toe fa'aofiina o se mole po'o se vaega o mole i le va o isi mole po'o vaega o mole.
O le laititi atomic radius o le boron ma le vaivai o fegalegaleaiga i le va o le graphene ma le Ag(111) o loʻo fautua mai ai e mafai ona faʻafesoʻotaʻi le graphene ma le boron. I le ata 4A o faʻamaoniga o loʻo tuʻuina atu e le gata o le faʻaogaina o le boron, ae faʻapea foʻi le faʻavaeina o le borophene-graphene heterostructures, aemaise lava vaega tafatolu o loʻo siomia e graphene. O le lattice of honeycomb o loʻo matauina i luga o lenei vaega tafatolu e faʻamaonia ai le i ai o le graphene. Ae ui i lea, o lenei graphene o loʻo faʻaalia ai le maualalo o le tele o setete i le -50 meV pe a faʻatusatusa i le graphene lata ane (4B). Pe a faʻatusatusa i le graphene tuusaʻo i luga ole Ag(111), e leai se faʻamaoniga o le maualuga maualuga o setete o setete i le fusi o alaleo. dI/dV (4C, pupuni lanumoana), e fetaui ma le Ag (111) tulaga luga, o le faʻamaoniga muamua lea o le faʻaogaina o le boron.
E le gata i lea, e pei ona faʻamoemoeina mo le vaeluaga o fesoʻotaʻiga, o le graphene lattice o loʻo faʻaauau pea i le va o le graphene ma le triangular region (4D - e fetaui ma se vaega faatafafā i luga 4A, li'o i le laina togitogi mumu). O se ata o loʻo faʻaogaina le CO i luga o se nila microscope na faʻamaonia ai foi le i ai o mea leaga e sui ai boron (4E - e fetaui ma se vaega faatafafā i luga 4A, li'o i laina togitogi samasama).
Na fa'aogaina foi nila ole microscope e aunoa ma se ufiufi ile taimi ole su'esu'ega. I lenei tulaga, o faʻailoga o elemene laina tasi-dimensional ma se vaitaimi ole 5 Å na faʻaalia i totonu ole graphene domains intercalated (4F и 4G). O nei fausaga e tasi e pei o laina boron i le faʻataʻitaʻiga borophene. I le faaopoopo atu i le seti o togi e fetaui ma graphene, o le Fourier suiga o le ata i 4G o lo'o fa'aalia ai se pea fa'ailoga fa'asolosolo e fetaui ma le lattice rectangular 3 Å x 5 Å (4H), lea e matua'i maliliega ma le fa'ata'ita'iga borophene. E le gata i lea, o le fa'asologa faatolu na matauina o le fa'asologa o elemene laina (1E) e ioe lelei ma le fausaga autu tutusa e matauina mo pepa borophene.
O nei faʻamatalaga uma o loʻo fautua malosi mai ai le faʻaogaina o le graphene e le borophene i tafatafa o le pito o Ag, lea e mafua ai le faʻavaeina o le borophene-graphene heterostructures, lea e mafai ona iloa lelei e ala i le faʻateleina o le faʻasalalauga muamua o le graphene.
4I ose fa'atusa fa'atusa o se fa'atutusa tu'usa'o i luga 4H, lea o le itu o le laina boron (lanu piniki) e vavalalata vavalalata ma le zigzag itu o le graphene (uliuli arrow), ma faia ai se rotationally proportional vertical heterostructure.
Mo se faʻamatalaga auiliili o le nuances o le suʻesuʻega, ou te fautuaina le vaʻai i и ia te ia.
Epilogue
O lenei suʻesuʻega na faʻaalia ai o le borophene e matua mafai lava ona faʻapipiʻiina faʻataʻitaʻiga faʻasolosolo faʻatasi ma graphene. O ia faiga e mafai ona faʻaaogaina i le atinaʻeina o ituaiga fou o elemene lua-dimensional o loʻo faʻaaogaina i le nanotechnology, fetuutuunai ma faʻaogaina eletise, faʻapea foʻi ma ituaiga fou o semiconductor.
O le au suʻesuʻe lava latou e talitonu o la latou atinaʻe e mafai ona avea ma se faʻamalosi malosi agai i luma mo tekonolosi faʻatekonolosi. Peitaʻi, e faigatā lava ona fai atu ma le mautinoa o le a avea a latou upu faavaloaga. I le taimi nei, o loʻo i ai pea le tele o suʻesuʻega, malamalama ma fatuina ina ia avea na manatu faʻasaienisi e faʻatumu ai mafaufau o saienitisi e avea ma mea moni atoatoa.
Faafetai mo le faitau, nofo fiailoa ma ia manuia le vaiaso tama. 🙂
Faafetai mo le nofo faatasi ma i matou. E te fiafia i a matou tala? E te mana'o e va'ai i mea e sili atu ona manaia? Lagolago i matou e ala i le tuʻuina atu o se faʻatonuga pe fautuaina i uo, 30% faʻaitiitiga mo tagata faʻaoga Habr i luga o se faʻatusa tulaga ese o faʻaumau tulaga ulufale, lea na matou faia mo oe: (avanoa ma RAID1 ma RAID10, e oʻo atu i 24 cores ma oʻo atu i le 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 taimi taugofie? Na'o iinei i Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mai le $99! Faitau e uiga i
puna: www.habr.com