近日,据美国阿贡国家实验室官网报道,该机构与西北大学和佛罗里达大学合作,制造出了一种由硼和氢原子构成的稳定纳米片,这种名为氢化硼烯的二维材料仅两个原子厚,而且比钢更坚固,可用于纳电子学和量子信息技术。 二维材料,全名为二维原子晶体材料,是指电子仅可在两个维度的纳米尺度(1100nm)上自由运动(平面运动)的材料,与零维材料(指电子无法自由运动的材料,如量子点、纳米颗粒与粉末)、一维材料(指电子仅在一个纳米尺度方向上自由运动,如纳米线性结材料、量子线,)、三维材料(指电子可以在三个非纳米尺度上自由运动,如纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒结构)同为纳米材料。首次提出是在2004年,英国曼切斯特大学研究小组成功分离出单原子层的石墨材料石墨烯。该大学的物理学家安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。2015年,包括阿贡国家实验室下属纳米材料中心在内的团队首次合成了厚度仅一个原子的硼片硼烯。然而硼烯很难制备。而且很快就会与空气发生反应,因此极不稳定,容易变形。 在这一次的实验中却发现,将硼烯和氢混合时,其产物会变得稳定得多。研究团队在银衬底上生成硼烯,随后与氢接触形成氢化硼烯。然后,他们使用一台扫描隧道显微镜和基于计算机视觉的算法,将结构理论模型与实验测量数据进行比较,揭示了氢化硼烯的复杂结构。而且,该团队的自动化分析技术未来也可用于识别其他复杂的纳米结构。 研究人员表示:这种稳定的氢化硼烯应该很容易与其他材料结合起来为光电子学制造新设备,这种光控和发光设备可用于电信和医疗设备等领域。