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  • El oro absorbe el boro escupe borofeno

    Científicos de Rice, Northwestern y el Laboratorio Nacional de Argonne crearon islas de borofeno altamente conductivo, la forma átomo-plana del boro, en oro. Los átomos de boro se disuelven en el sustrato de oro cuando se calienta, pero resurgen como borofeno cuando los materiales se enfrían. Crédito:Luqing Wang

    En el calor de un horno, Los átomos de boro se sumergen felizmente en un baño de oro. Y cuando las cosas se enfríen resurgen como el codiciado borofeno.

    El descubrimiento de científicos de la Universidad de Rice, El Laboratorio Nacional Argonne y la Universidad Northwestern es un paso hacia aplicaciones prácticas como dispositivos electrónicos portátiles o transparentes, sensores plasmónicos o almacenamiento de energía para el material bidimensional con excelente conductividad.

    Equipos dirigidos por Boris Yakobson en Rice, Nathan Guisinger en Argonne y Mark Hersam en Northwestern formaron la teoría y luego demostraron su novedoso método para cultivar borofeno, la forma de boro de un átomo de espesor, en una superficie de oro.

    Descubrieron que con suficiente calor en un alto vacío, Los átomos de boro fluían hacia el interior del horno y se hundían en el oro mismo. Al enfriarse, los átomos de boro reaparecen y forman islas de borofeno en la superficie.

    Esto es distinto de la mayoría de los otros materiales 2-D fabricados mediante la alimentación de gases en un horno. En deposición de vapor químico estándar, los átomos se asientan sobre un sustrato y se conectan entre sí. Por lo general, no desaparecen en el sustrato.

    El descubrimiento fue descrito en un artículo de la revista American Chemical Society. ACS Nano .

    Los investigadores dijeron que las islas metálicas de borofeno tienen aproximadamente 1 nanómetro cuadrado, de media, y mostrar evidencia de confinamiento de electrones, lo que podría hacerlos prácticos para aplicaciones cuánticas.

    Yakobson dijo que probar varios sustratos podría producir nuevas fases de borofeno con nuevas propiedades. "Oro, con una transferencia de carga menor y un enlace más débil, puede producir una capa que es más fácil de quitar y poner en uso, aunque esto aún no se ha logrado, " él dijo.

    Yakobson tiene un historial con borofeno, que no se puede exfoliar a partir de materiales a granel como el grafeno de grafito. Un teórico de los materiales, predijo en 2013 que se podría hacer en absoluto. Un par de años después, era.

    Él y sus colegas en el nuevo artículo, Hersam y Guisinger, ya había demostrado que el borofeno cultivado de una manera particular en la plata se vuelve ondulado, lo que le da interesantes posibilidades para la electrónica portátil.

    "Hasta aquí, los sustratos con éxito demostrado para la síntesis de borofeno siguen de cerca las predicciones teóricas, ", Dijo Yakobson. Argonne lo ha cultivado con éxito en plata y cobre, así como en oro, mientras que la Academia de Ciencias de China ha cultivado borofeno en aluminio.

    Ahora, con su trabajo en oro, han combinado teoría y experimentos para demostrar un mecanismo de crecimiento completamente nuevo para materiales bidimensionales.

    "El desafío sigue siendo cultivarlo en un sustrato aislante, ", dijo." Eso permitirá muchas pruebas experimentales intrigantes, del transporte básico a los plasmones a la superconductividad ".

    Los investigadores descubrieron que se necesitaba un orden de magnitud más de boro para cultivar borofeno en oro que en plata. Ese fue el primer indicio de que el boro se estaba hundiendo en el oro, que empezó a suceder a unos 550 grados Celsius (1, 022 grados Fahrenheit).

    Yakobson notó que una pequeña cantidad de átomos permanecen incrustados en el oro sin formar una aleación, pero los científicos han visto señales de ese fenómeno antes. "En el crecimiento del grafeno sobre el cobre común, Los átomos de carbono también se disuelven parcialmente y se difunden a través de la lámina, sin que se forme una aleación específica, " él dijo.


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