Борофен может превзойти графена в приложениях гибкой электроники
Исследователи из Университета Райса считают, что особая молекула, насыщенная атомами, называемая борофеном, может быть лучшей альтернативой графену для гибкой электроники.
Графен против Борофена
В течение последних нескольких лет многие исследователи и инженеры изучали материалы, такие как графен, для их прочности, гибкости и проводимости. Graphene неоднократно появлялся в новостях за их растущую популярность в исследованиях, включая электронные приложения графена, печатный графен в бумажной электронике и приложения в автомобильных аккумуляторах.
Регулярная структура Графена. Изображение предоставлено AlexanderAlUS (собственная работа) (CC BY-SA 3.0)
Хотя графен лучше работает на гибких устройствах, чем другие материалы, такие как оксид индия-олова, он может быть слишком плоским и трудно растягиваться. Это связано с жесткой гексагональной структурой, которая образует графен. Но существует структура бора, известная как «борофен», которая может помочь преодолеть проблемы, которые графен имеет в гибких приложениях.
Борон Баки Шарики
Еще в 2014 году исследовательская группа, возглавляемая физиком-теоретиком Борисом Якобсоном из Университета Райса, показала, что структура бора (B36) будет очень стабильной. Фотоэлектронная спектроскопия B36 показала, что структура была симметричной, что имеет решающее значение для повторяющейся листообразной структуры.
В то же время исследователи также объявили о создании 40-атомного buckyball, который состоял полностью из бора. Именно эти структурные свойства делают бора реальным соперником в будущем электроники.
Структура, показывающая 40 бора-бакибола. Изображение предоставлено Materialscientist (собственная работа) (CC BY-SA 3.0)
Борофен, Серебро и его приложения
Команда исследователей, возглавляемая Борисом из Университета Райса, обнаружила, что когда борофен выращивается на безликой поверхности (т.е. атомарно плоской), он образует гексагональную структуру, которая напоминает графен. Однако, если на поверхности серебра выращивают борофен, он образует гофры (например, найденные в аккордеоне), что говорит о том, что борофен в этой конфигурации гораздо более гибкий.
Но связь между борофеном и серебром еще более удивительна, потому что, когда борофан образует гофры, серебро реконструируется, чтобы соответствовать волнистой структуре.
Структура борофена, показывающая решетку треугольника и центральную вакансию. Изображение предоставлено Materialscientist (собственная работа) (CC BY-SA 3.0)
Как только образуется борофен, его можно легко удалить, так как связь между серебром и борофеном слаба. Это может привести к тому, что атомы с толстыми слоями борофена будут перенесены на любой субстрат, когда он будет образован с помощью гофров. После переноса борофен должен проявлять те же свойства, что и при его выращивании на поверхности серебра (гибкость, электрические характеристики и т. Д.),
Структура борофена (красная) поверх серебра (серый / синий). Изображение предоставлено Zhuhua Zhang / Rice University
Прочитайте больше
- Один шаг ближе к гибкой гибкой электронике
- Почему Графен может изменить полупроводники навсегда
- Мягкая роботизация Octopus Arms привносит гибкость в роботизированное движение
Но свойства борфена выходят за рамки его гибкости. Борофен в своем типичном состоянии металлический с сильной электрон-фононной связью. Это дает возможность поддержки сверхпроводимости, которая может видеть, что борфен будет реализован в приложениях, связанных с сверхпроводниками.
Структура борфена, треугольная решетка с периодическими решетками гексагональных вакансий, также содержит конусы Дирака, важные для применений с эффектом Холла.
Резюме
Borophene может быть ключом к будущему пригодных для носки устройств, обладающих гибкими свойствами при экспонировании электрических свойств. Материалы, которые не только гибки, но и могут растягиваться, позволят устанавливать электронику на любую поверхность с гораздо меньшей вероятностью взлома.
Борофен также может найти свой путь в будущее сверхпроводников и, в сочетании с сверхпроводниками комнатной температуры, может навсегда изменить мир.