Bor kan danne en ren honningkage, grafen-lignende 2-D struktur

Borophen er kendt for at have trekantede gitter med huller, mens et honeycomb-gitter af bor blev forudsagt at være energisk ustabilt. Imidlertid, et forskerhold ledet af prof. K. H. Wu ved Institute of Physics, det kinesiske videnskabsakademi, med succes fremstillet en ren grafenlignende borophen ved at bruge en Al(111) overflade som substrat og molekylær stråleepitaxi i ultrahøjt vakuum, giver en ideel platform for kunstige bor-baserede materialer med spændende elektroniske egenskaber såsom Dirac-tilstande og superledningsadfærd.

Lavdimensionelle borallotroper har tiltrukket sig betydelig interesse i de seneste årtier, og teoretiske værker forudsiger eksistensen af ​​monolag bor. Da bor kun har tre valenselektroner, elektronmanglen gør et bikagegitter af bor energisk ustabilt. I stedet, et trekantet gitter med periodiske huller blev forudsagt at være mere stabilt. I 2015 Prof. Wu ledede et forskerhold ved Institut for Fysik, det kinesiske videnskabsakademi, og med succes syntetiseret 2-D borophenplader på en sølvoverflade, som udviser det forudsagte trekantede gitter med forskellige arrangementer af sekskantede huller.

Et spændende spørgsmål er, om det er muligt at forberede et borophen-monolag med et rent honeycomb-gitter. Honeycomb borophen vil naturligt være vært for Dirac fermioner, og dermed, spændende elektroniske egenskaber, der ligner andre gruppe IV elementære 2-D materialer. Derudover et honeycomb 2-D borgitter kan muliggøre superledning. I den velkendte høj Tc superleder, MgB2, krystalstrukturen består af borplaner med indskudte Mg-lag, hvor borplanet har en ren bikagestruktur som grafen. Det er bemærkelsesværdigt, at i MgB2, superledning forekommer i borplanerne, mens Mg-atomerne fungerer som elektrondonorer.

For nylig, forskerholdet ledet af prof. Wu rapporterede om den vellykkede fremstilling af en honeycomb-formet grafenlignende borophen, ved at bruge en Al(1 1 1) overflade som substrat og molekylær stråleepitaksi (MBE) vækst i ultrahøjt vakuum. Scanning tunneling microscopy (STM) billeder afslører perfekt monolag borophen med en plan, ikke-spændt honeycomb gitter svarende til grafen. Teoretiske beregninger viser, at bikageborophenet på Al(1 1 1) er energetisk stabilt. Bemærkelsesværdigt, næsten en elektronladning overføres til hvert boratom fra Al(1 1 1)-substratet og stabiliserer bikage-borophenstrukturen. Dette arbejde demonstrerer manipulationen af ​​borophengitteret ved at kontrollere ladningsoverførslen mellem substratet og borophenet. Og honeycomb borophen giver attraktiv mulighed for at konstruere bor-baserede atomlag med unikke elektroniske egenskaber såsom Dirac-tilstande, samt at kontrollere superledningsevne i bor-baserede forbindelser.