Logo
Cover

Борофен — двухмерный кристалл бора — может оказаться еще более перспективным, чем графен. Американские исследователи изучили его кристаллическую решетку и пришли к выводу, что материал обладает уникальными свойствами. Его можно использовать в электронике — например, для создания гибких дисплеев и сверхпроводников.

40

С тех пор, как физики Андрей Гейм и Константин Новоселов получили Нобелевскую премию за работы с графеном, этот двумерный материал у всех на слуху. Но он не уникален. Углерод — не единственный элемент, который способен образовывать двухмерные кристаллы с необычными свойствами.

Исследователям удалось создать двухмерный материал на основе бора. Он получил название борофен.

В отличие от графена, многочисленные слои которого образуют графит, борофен не встречается в природе и может быть синтезирован только в лаборатории.

Атомная решетка этого материала состоит из сопряженных треугольников, расположенных под углом друг к другу, сообщает Science Daily. Периодически в этой структуре возникают нарушения — вакантные узлы, в которых отсутствуют атомы. В наиболее распространенных случаях один «полый гексагон» приходится на пять (форма «1:5») или шесть («1:6») треугольников.

Ученые из Университета Райса и Северо-Западного университета (США) исследовали воздействие этих форм. Они синтезировали борофен, осаждая атомы бора на серебряном субстрате в сверхвысоком вакууме. Оказалось, что при температуре 440-470 градусов по Цельсию образуются решетки 1:5 и 1:6.

На границах между двумя формами возникали необычные сочетания, в том числе такие экзотические, как четыре гескагона на 21 треугольник или семь на 36.

В графене и других двухмерных материалах границы форм были бы неупорядоченными структурами, однако борофен сохранял четкость кристаллической решетки.

Расчеты показали, что дефекты в атомной решетке борофена оказывают минимальное воздействие на его электронные свойства при комнатной температуре. При более низких температурах в материале формировалась волна электронной плотности.

Исследователи полагают, что борофен можно будет использовать в качестве основы для электроники с настраиваемыми свойствами. Среди его возможных применений — создание гибких и прозрачных электродов и дисплеев, а также устройств для хранения водорода и сверхпроводников.

Возможно, новый материал заинтересует DARPA. Американское военное управление по новым технологиям как раз запустило инициативу, которая должна совершить революцию в электронике. На это будет потрачено $1,5 млрд.