p (Phys.org) —Boron, o elemento vizinho ao carbono na tabela periódica, tem características químicas que o tornam um candidato atraente para bidimensional, condutor, substratos atomicamente homogêneos semelhantes ao grafeno. O boro tridimensional a granel não é metálico e é usado na química de semicondutores. Contudo, estudos teóricos e trabalhos anteriores na tentativa de isolar o boro bidimensional mostram que o boro bidimensional deve ter propriedades metálicas. A data, apenas um alótropo de boro bidimensional foi identificado. p Pesquisadores do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências e do Centro de Inovação Colaborativa de Matéria Quântica na China identificaram dois novos tipos de folhas de boro que cresceram em uma superfície Ag (111). As folhas são estáveis, relativamente inerte à oxidação, e se ligam frouxamente ao substrato de prata, tornando essas folhas de "borofeno" excelentes candidatos para pesquisas futuras em dispositivos eletrônicos à base de boro. Este trabalho aparece em Química da Natureza .

p Usando epitaxia de feixe molecular para depositar boro em um substrato de prata, Baojie Feng, Jin Zhang, Qing Zhong, Wenbin Li, Shuai Li, Hui Li, Peng Cheng, Sheng Meng, Lan Chen, e Kehui Wu relatam a formação de duas folhas de boro estruturalmente diferentes. Ambos são compostos por uma rede triangular de boro, mas os orifícios hexagonais são arranjados de maneira diferente nas duas folhas. Estas folhas seguem previsões teóricas de que B ₃₆ as unidades devem ter uma estrutura triangular com um orifício hexagonal no centro.

p As folhas de boro foram cultivadas em um único cristal de Ag (111) em alto vácuo usando evaporação direta de boro puro. Estudos de microscopia de varredura por tunelamento revelaram duas fases diferentes que foram observadas com o aumento da temperatura. A primeira fase, rotulado S1, foi observada em temperaturas acima de 570K e corresponde ao β teórico ₁₂ lençóis. A segunda fase, rotulado S2, foi observada em temperaturas acima de 650K e corresponde a χ teórico ₃ lençóis. Em temperaturas mais altas, a maior parte da fase S1 se converte em S2. Ambos aparecem como ilhas de monocamada de faixas paralelas de boro-feneno com filas ou saliências paralelas.

p A análise de carga de elétrons confirma as localizações dos átomos de boro na superfície da prata e estudos de densidade atômica de boro forneceram evidências adicionais para a formação de β ₁₂ e χ ₃ lençóis. A densidade atômica para a fase S1 foi encontrada ser 33,6 +/- 2,0 nm ^-2 , que está muito próximo do β teórico ₁₂ valor de 34,48 nm ^-2 . A densidade do boro não mudou para a fase S2 indicativa do χ ₃ estrutura, que tem uma densidade atômica prevista de 31,3 nm ^-2 .

p Usando estudos XPS, Feng, et al. descobriram que as folhas de boro são relativamente estáveis, particularmente nas ilhas de borofeno. As bordas das ilhas tendiam a oxidar, enquanto o centro permaneceu relativamente inalterado. Este continuou a ser o caso, mesmo depois de submeter as folhas a altas concentrações de gás oxigênio.

p β ₁₂ e χ ₃ as folhas não eram necessariamente as folhas de borofeno de menor energia que os modelos haviam previsto. Em um esforço para entender por que essas estruturas foram observadas ao longo do estado energeticamente mínimo previsto, Feng, et al. conduziram estudos de formação de energia e descobriram que a interação com a superfície da prata torna a formação do β ₁₂ e χ ₃ folhas termodinamicamente favoráveis.

p Contudo, mesmo que a superfície prateada seja importante para a formação das folhas, a interação entre a folha de boro e a superfície Ag (111) não é muito forte. Vários fatores, incluindo cálculos de energia de adesão, a distância entre a folha de boro e o substrato, e a pequena transferência de carga entre o substrato e a folha de boro, indicam que as folhas de boro estão predominantemente ligadas à superfície por meio das bordas. Isso significa que as folhas de borofeno podem ser separadas da superfície de prata, semelhante ao grafeno.

p Várias publicações recentes têm rejeitado maior interesse por essas folhas de borofeno. O trabalho teórico de pesquisadores da Rice University em Houston e pesquisadores da Ningbo University na China apóia os modelos estruturais propostos neste artigo de pesquisa. e sugerem que essas duas folhas de borofeno são provavelmente supercondutoras em temperaturas em torno de 10K. Essas folhas neste estudo são relativamente estáveis ​​e frouxamente ligadas à superfície de prata, propriedades que os tornam bons candidatos para eventual uso prático para dispositivos eletrônicos à base de boro. p © 2016 Phys.org