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硼原子形成蜂窝状二维晶格结构

第一作者:黎文彬(中国科学院物理研究所)
通讯作者:吴克辉、程鹏、陈岚(中国科学院物理研究所)


成果简介:
硼烯是指由硼元素构成的二维平面结构,其存在的可能性一直受到理论研究者的强烈关注。2015年,中科院物理所的吴克辉团队率先利用超高真空分子束外延(MBE)直接进行单原子层构筑的方法,在Ag(111)衬底上获得了单层硼烯,并发现了它的多种相结构,对应于以三角晶格为基础的孔洞型结构[1]。


吴克辉团队开创性地采用了单晶Al(111)作为基底,通过制备条件的精确控制,最终成功地制备出了这种全新结构的硼烯薄膜,通过STM观察到了其中完美的六角蜂窝状结构。并利用第一性原理的计算揭示了Al(111)基底对硼烯的稳定存在所起到的至关重要的作用以及电荷转移对于硼烯结构有效的调控作用[2]。该工作实现了学术界期待已久的平面六角蜂窝状结构的硼烯,为进一步发现包括狄拉克锥形能带结构、超导电性等奇异电子特性奠定了基础,也为可能的基于硼烯的电子器件提供了诱人的前景。  


团队介绍:
吴克辉团队主要研究方向为新型量子材料的分子束外延(MBE)生长及其原子尺度物性研究。在拓扑绝缘体、二维原子晶体(硅烯、硼烯)的制备和电子态调控方面取得了一系列重要成果。共发表论文110多篇,SCI总引用3700多次。曾获北京市科技奖一等奖、中科院杰出科技成就奖。 


参考文献:
1. Baojie Feng, Jin Zhang, Qing Zhong, Wenbin Li, Shuai Li, Hui Li, Peng Cheng, Sheng Meng, Lan Chen, Kehui Wu. Experimental realization of two-dimensional boron sheets. Nature Chemistry, 2016, 8: 563 

https://www.nature.com/articles/nchem.2491 
2. Wenbin Li, Longjuan Kong, Caiyun Chen, Jian Gou, Shaoxiang Sheng, Weifeng Zhang, Hui Li, Lan Chen, Peng Cheng, Kehui Wu. Experimental realization of honeycomb borophene. Science Bulletin, 2018, 63(5): 282-286. 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927318300707    

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