p O Borophene tem um parceiro quase perfeito em uma forma de prata que pode ajudar o material bidimensional da moda a atingir comprimentos inéditos. p Uma rede bem ordenada de átomos de prata torna possível acelerar o crescimento do borofeno puro, o alótropo de boro com a espessura de um átomo que até agora só pode se formar via síntese por epitaxia de feixe molecular (MBE).

p Usando um substrato de prata e através da manipulação cuidadosa da temperatura e da taxa de deposição, os cientistas descobriram que podem cultivar flocos alongados de borofeno em forma de hexágono. Eles sugeriram que o uso de um substrato de metal adequado poderia facilitar o crescimento de ultrafinos, fitas estreitas de borofeno.

p Novo trabalho publicado em Avanços da Ciência por pesquisadores das universidades Rice e Northwestern, A Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing e o Laboratório Nacional de Argonne ajudarão a agilizar a fabricação do material condutor, que mostra potencial para uso em eletrônicos transparentes e vestíveis, sensores plasmônicos e armazenamento de energia.

p Esse potencial tem alimentado esforços para facilitar o crescimento, liderado pelo cientista de materiais do arroz Boris Yakobson, um teórico que previu que o borofeno poderia ser sintetizado. Ele e os colaboradores Mark Hersam da Northwestern e o autor principal Zhuhua Zhang, um ex-aluno da Rice e agora professor em Nanjing, agora demonstraram através da teoria e experimentação que em grande escala, amostras de borofeno de alta qualidade não só são possíveis, mas também permitem uma compreensão qualitativa de seus padrões de crescimento.

p Ao contrário das redes atômicas repetidas encontradas no grafeno e nitreto de boro hexagonal, borofeno incorpora um regular, matriz tecida de "vagas, "átomos ausentes que deixam buracos hexagonais entre os triângulos. Isso não apenas afeta as propriedades eletrônicas do material, mas também influencia como novos átomos se juntam ao floco à medida que ele está sendo formado.

p Os cálculos do laboratório Yakobson mostraram que as energias das bordas - átomos que são menos estáveis ​​ao longo das bordas dos materiais 2-D do que os do interior - são significativamente mais baixas do que as do grafeno e do nitreto de boro e que as condições podem ser manipuladas para ajustar as bordas para ótimo crescimento de fitas.

p Os cálculos iniciais mostraram que o borofeno em equilíbrio deve se formar como um retângulo, mas os experimentos provaram o contrário.

p O fator de confusão estava nas bordas do floco que, forçado pelas vagas, aparecem em variações de configurações em zigue-zague e poltrona. Os átomos se acomodam um a um nas "torções" que aparecem ao longo das bordas, mas como as poltronas são mais estáveis ​​energeticamente e apresentam uma barreira maior para os átomos, eles preferem se juntar aos ziguezagues. Em vez de estender os flocos em todas as direções, os átomos são seletivos sobre onde se acomodam e, em vez disso, alongam a estrutura.

p "Na escala atômica, bordas não agem como se você cortasse a treliça com uma tesoura, "Yakobson disse." Os laços pendentes que você cria se reconectam com seus vizinhos, e os átomos da borda se adaptam ligeiramente diferente, configurações reconstruídas.

p "Portanto, a origem das formas não deve estar em equilíbrio, "disse ele." Eles são causados ​​pela cinética de crescimento, quão rápido ou lento as bordas laterais avançam. Oportunamente, tínhamos desenvolvido uma estrutura teórica para o grafeno, um modelo de nanorreator que funciona para outros materiais 2-D, incluindo boro. "

p Controlar o fluxo de átomos, bem como a temperatura, dá aos pesquisadores uma maneira mais simples de controlar a síntese de borofeno.

p "Silver (111) fornece um ponto de aterrissagem para átomos de boro, que então se difunde ao longo da superfície para encontrar as bordas de um floco de borofeno em crescimento, "Zhang disse." Na chegada, os átomos de boro são elevados nas bordas pela prata, mas a dificuldade de tal elevação depende da orientação da aresta. Como resultado, um par de bordas opostas em zigue-zague cresce muito lentamente, enquanto todas as outras bordas crescem muito rápido, manifestado como um alongamento do floco de boro. "

p Os pesquisadores disseram que a capacidade de crescer fitas de borofeno em forma de agulha lhes dá o potencial de servir como fios condutores de largura de átomo para dispositivos nanoeletrônicos.

p "Eletrônicos baseados em grafeno que foram concebidos até agora dependem principalmente de blocos de construção em forma de fita, "Yakobson disse." Fitas metálicas de boro com alta condutividade serão uma combinação natural como interconexões em circuitos. "

p Os co-autores do artigo são Xiaolong Liu, da Northwestern, Nathan Guisinger do Centro de Materiais em nanoescala de Argonne, Andrew Mannix de Argonne e Northwestern, e Zhili Hu de Nanjing and Rice. Yakobson é o professor Karl F. Hasselmann de Ciência de Materiais e NanoEngenharia e professor de química na Rice. Hersam é o professor Walter P. Murphy de Ciência e Engenharia de Materiais da Northwestern.