Forskere siger, at 2-D-bor kan være bedst til fleksibel elektronik

Selvom de fremhæves som ideelle til elektronik, todimensionelle materialer som grafen kan være for flade og svære at strække til at tjene i fleksible, bærbare enheder. "Bølget" borofen kan være bedre, ifølge forskere fra Rice University.

Rice lab af teoretisk fysiker Boris Yakobson og eksperimentelle samarbejdspartnere observerede eksempler på naturligt bølgende, metallisk borofen, et atom-tykt lag af bor, og foreslog, at overførsel af det til en elastisk overflade ville bevare materialets strækbarhed sammen med dets nyttige elektroniske egenskaber.

Meget ledende grafen har løfte om fleksibel elektronik, Yakobson sagde, men det er for stift til enheder, der også skal strækkes, komprimere eller endda vride. Men borofen deponeret på et sølvunderlag udvikler nanoskala bølger. Svagt bundet til sølvet, den kunne flyttes til en fleksibel overflade til brug.

Forskningen vises i denne måned i American Chemical Society journal Nano bogstaver .

Rice samarbejdede med eksperimenterende ved Argonne National Laboratory og Northwestern University for at studere borofen, som er fremstillet i små mængder. Under mikroskopet, borofen viser korrugeringer, der demonstrerer dets bølgede natur, hvilket betyder, at den kan strækkes meget, når den er fjernet fra substratet, eller fastgjort igen til en blød, Sagde Yakobson.

Rice -gruppen bygger computersimuleringer for at analysere materialernes egenskaber fra atomerne op. Simuleringer af første forfatter Zhuhua Zhang, en postdoktor i Yakobsons gruppe, viste, at sekskantede tomater i borofen hjælper med at blødgøre materialet for at lette dets bølgede form.

"Borofen er metallisk i sin typiske tilstand, med stærk elektron-phonon-kobling til understøttelse af mulig superledning, og en rig båndstruktur, der indeholder Dirac -kegler, som i grafen, "Sagde Yakobson.

Der er et problem:Borophene har brug for den underliggende struktur for at gøre den bølget. Når den vokser på en overflade uden egenskaber, dets naturlige form ligner grafen, lejligheden, kyllingetrådsarrays med kulstofatomer. Zhang sagde, at borofen bedre ses som et trekantet gitter med periodiske arrays af sekskantede ledige stillinger.

Borophene foretrækker at være flad, fordi det er der, dens energi er lavest, Sagde Yakobson. Men overraskende nok, når den vokser på sølv, borofen vedtager sin harmonika-lignende form, mens sølv rekonstruerer sig selv til at matche. Korrugeringen kan fastholdes ved "genlimning" af bor på et andet substrat.

"Denne bølgede konform synes indtil videre unik på grund af den ekstraordinære strukturelle fleksibilitet og særlige interaktioner mellem borofen og sølv, og kan i første omgang udløses af en let komprimering i laget, når lidt for mange boratomer kommer på overfladen, "Sagde Zhang.