Em uma nova publicação de Avanços optoeletrônicos , pesquisadores liderados pelo professor Han Zhang da Universidade de Shenzhen, Shenzhen, China, considere se os pontos quânticos de boro superam o grafeno nas propriedades térmicas.

A descoberta do grafeno em 2004 abriu as portas para as possibilidades dos materiais bidimensionais. Vários materiais bidimensionais foram relatados desde então, (fósforo preto, sulfetos de metais de transição, isolantes topológicos, MXene, etc.), mas o grafeno ainda é amplamente estudado devido às suas excelentes propriedades optoeletrônicas. A condutividade térmica do grafeno de camada única puro com poucos defeitos é tão alta quanto 5300 W / mK, que é o material térmico mais potencial conhecido. Como as propriedades dos materiais estão intimamente relacionadas à sua estrutura atômica, poderia ser questionado se existem novos materiais com propriedades térmicas superiores às do grafeno? Alguns pesquisadores usaram a função de Greens de não equilíbrio e o método dos primeiros princípios para provar que a condutividade térmica do borofeno pode superar a do grafeno, implicando que o boro tem alto potencial para aplicações térmicas. Devido à dificuldade de fabricação de borofeno, não houve relatórios experimentais relevantes sobre as propriedades térmicas até o momento. Neste artigo atual, O grupo de pesquisa do professor Han Zhang descreve a preparação de pontos quânticos de boro, e indiretamente provou as propriedades térmicas dos materiais de boro combinando interruptores termo-ópticos. Os resultados foram aplicados com sucesso nas áreas de moduladores totalmente ópticos e engenharia de laser. Os experimentos dos autores provam que os materiais de boro são promissores para a conversão fototérmica e as aplicações de condução térmica excedem as do grafeno. Outras investigações das propriedades térmicas do borofeno são planejadas pelo grupo de pesquisa.

O grupo de pesquisa do professor Han Zhang propõe a preparação de material de pontos quânticos de boro pelo método de esfoliação em fase líquida. A microscopia eletrônica de alta resolução e a microscopia de força atômica foram usadas para provar o sucesso na preparação de pontos quânticos de boro. A termografia foi usada para registrar e analisar as características de conversão fototérmica e a estabilidade dos pontos quânticos de boro. Os resultados experimentais mostram que os pontos quânticos de boro têm excelente estabilidade térmica (Figura 1a). O tempo de resposta do modulador totalmente óptico baseado no efeito termo-óptico está intimamente relacionado à geração de calor e difusão térmica. Os autores usaram este método para comparar indiretamente as características fototérmicas do material de boro com as do grafeno e realizaram com sucesso a fase totalmente óptica e o modulador de intensidade. Os tempos de ascensão e queda do modulador totalmente óptico com base no grafeno são de 9,1 ms e 3,2 ms, respectivamente. No experimento descrito por este artigo, os tempos de ascensão e queda do modulador totalmente óptico baseado em pontos quânticos de boro são 1,1 ms e 1,3 ms, respectivamente (Figura 1b). Isso prova que as propriedades térmicas dos pontos quânticos de boro são melhores do que as do grafeno, com mais pesquisas necessárias para investigar mais. Ao aplicar o modulador totalmente óptico construído ao ressonador de laser, a operação de laser Q-comutado opticamente controlada é realizada. Em comparação com a aplicação de modulador acústico-óptico e modulador eletro-óptico no campo do laser, este trabalho mostra excelente monocromaticidade (0,04 nm) e frequência controlável, que tem aplicações potenciais em conversão de frequência não linear e campos de comunicação totalmente óticos.