[上图]双分子层硼酚的原子结构。所有的原子都是硼;粉红色的硼原子参与了两层的结合。信贷:马克c Hersam西北大学,
当你听到“2D材料”这个词时，你可能会想到一种由单个原子层组成的材料。然而，这种心理想象并不一定正确——只要一种材料的厚度被限制在纳米尺度内，一种多层的材料仍然可以被称为2D。
例如，石墨烯的厚度可以达到10层，但仍被称为“石墨烯”，因为其电学性质仍然有别于整体形式，根据国际标准化组织．
当回顾二维材料的研究时，你不能想当然地认为材料是由单层组成的。二维材料硼芬是个例外。
硼是一种与石墨烯相似的由硼原子组成的二维薄层，两者都具有柔韧性、强度和重量，但硼更是如此。然而，与石墨烯不同的是，只有单原子层硼芬在实验中得以实现。
“当你试图形成一个更厚的层时，硼想采用它的整体结构，(它不像石墨是层状的。更厚的硼薄膜会形成粒子和团簇，而不是保持原子平面。马克c Hersam他是美国西北大学材料科学与工程教授新闻稿．
Hersam是一位资深合著者新的研究西北大学和莱斯大学的研究人员。在他们的研究中，他们提出了一种克服硼原子聚类倾向的方法，这是他们在一个在平坦的银衬底上生长硼原子的“偶然观察”中发现的。
新闻稿解释说:“当暴露在非常高的温度下，银会聚集成束，在原子级台阶之间形成异常平坦的大平台。”这些阶地促进硼苯甲酸的随机成核，导致第二层的形成。当研究人员注意到这种形成时，他们集中精力改善第二层的生长。
这篇论文详细介绍了他们如何微调方法来生长双分子层硼苯甲酸，包括
- 将银基板在650℃下退火．在这样的高温下退火可以保证形成宽度超过1 μm的平坦的银梯田。因此，“大多数硼苯甲酸成核位置在阶地上，而不是沿台阶边缘，这在对齐域比阶地具有更强的模板效应。”
- 在350-450°C的温度下对纯硼棒进行电子束蒸发。在这些相对较低的温度下，双分子层硼芬的生长是有利的。v1／5和v1／6borophene)和纯v1／6borophene增长。”
在培养双分子层硼酚后，研究人员使用原位扫描隧道显微镜和非接触原子力显微镜对样品进行成像。然后，他们将这些原子尺度的空间分辨率图像与密度泛函理论计算进行比较，以确定硼苯甲酸的结构。
他们确定硼苯甲酸由两个稀疏共价键合的α相层组成。此外，通过场发射共振光谱，他们显示出双分子层硼苯甲酸比单原子层硼苯甲酸具有更高的结晶度和更高的工作功能。综上所述，这些特性赋予双分子层硼苯基在能源或化学存储应用方面巨大的潜力。
Hersam在新闻发布会上说，他希望这项研究将激励其他研究人员制造更厚的硼苯层，或者创造具有不同原子几何形状的双层。
“钻石、石墨、石墨烯和碳纳米管都是基于一种不同几何形状的元素(碳)。硼的可能性似乎和碳一样多，如果不是更多的话。我们相信我们仍处于二维硼传奇的早期篇章，”他说。
论文，发表于自然材料,是“超越单原子层极限的硼芬合成”(DOI: 10.1038 / s41563 - 021 - 01084 - 2)。