🔬 Более десяти лет назад учёные из Университета Райс во главе с материаловедом Борисом Якобсоном предсказали: атомы бора ⚛️ будут слишком прочно связываться с медью, чтобы образовать борофен — гибкий металлический 2D-материал с потенциалом в электронике, энергетике и катализе. Теперь новое исследование подтвердило их гипотезу, но… с неожиданным поворотом! 💥
В отличие от систем вроде графена на меди, где атомы диффундируют в подложку без образования сплава, атомы бора здесь сформировали чёткую двумерную структуру — новое соединение меди и бора 🧪 с уникальной атомной решёткой. Открытие, опубликованное в Science Advances, закладывает основу для изучения малоисследованного класса 2D-материалов.
«Борофен всё ещё находится на грани существования, и каждая новая деталь о нём расширяет горизонты знаний в материаловедении, физике и электронике», — отметил Якобсон. 💡 «Наш первый анализ предупреждал: медь слишком сильно связывает бор. Спустя десятилетие оказалось, мы были правы — но вместо борофена получилось нечто совершенно иное!»
Ранние эксперименты успешно создавали борофен на серебре и золоте, но с медью всё оставалось спорным. 🔍 Одни учёные предполагали образование полиморфного борофена, другие — фазовое разделение или кристаллы. Разрешить дискуссию помогли методы высокоточной визуализации 🔬, спектроскопии и теоретического моделирования.
«Экспериментаторы увидели сложные паттерны атомных структур и спектры, которые требовали глубокой интерпретации», — пояснил Якобсон. 🕵️♂️
В итоге обнаружилась зигзагообразная суперструктура и электронные сигнатуры, отличающиеся от известных форм борофена. Совпадение данных с расчётами закрыло спор: на границе меди и вакуума ростковой камеры формируется двумерный борид меди — не борофен!
Хотя это не та цель, которую ставили исследователи, открытие проливает свет на взаимодействие бора с металлами в 2D-среде. 🚀 Оно расширяет понимание ультратонких боридов — например, керамик для сверхвысоких температур, критичных для гипперзвуковых технологий.
«2D-борид меди — лишь первая ласточка в целой семье подобных материалов. Их можно использовать в энергонакопителях, квантовых технологиях и не только», — подчеркнул соавтор работы Марк Херсам из Северо-Западного университета. ⚡
Этот успех следует за другим прорывом команды Райс: в ACS Nano они показали, что борофен может формировать бесшовные контакты с графеном, превосходя по проводимости даже золото! 💎 Однако оба исследования подчёркивают: многообразие форм бора открывает возможности, но усложняет контроль на атомном уровне.
«Сначала данные казались загадочными, но всё встало на места, — резюмировал Якобсон. — Наука движется вперёд, и это главное! 🎯»
\—
Предоставлено: Университет Райс
Больше статей в разделе Атомная и конденсированная материя 🌌