Måder at syntetisere stabil diamane ved højt tryk

Et forskerhold ledet af prof. Wang Xianlong fra Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har opdaget en ny metode til at forbedre stabiliteten af ​​diamane-syntetiserede ved-højtryksmetoder. Ved at introducere bor (B) og nitrogen (N) dopingmidler i diamane fandt de ud af, at diamanens struktur og elektroniske egenskaber kunne reguleres. Relaterede resultater blev offentliggjort i Physical Review B .

Diamane er en todimensionel (2D) enkeltlagsdiamant opnået ved at komprimere tolagsgrafen for at danne sp3-bindinger mellem lag. Med egenskaberne fra både grafen og diamant forventes det at være et nyt 2D kulstofmateriale sammen med grafen. Imidlertid omdannes diamane syntetiseret ved højtryksmetoden tilbage til grafen efter at have frigivet tryk, og det kan ikke opretholdes under omgivende forhold.

I denne undersøgelse undersøgte forskerne de strukturelle og elektroniske egenskaber af forskellige doterede former af B- og N-atomer i kubisk og sekskantet diaman baseret på de første principper-metoder.

De fandt ud af, at dopingkonfigurationen reducerede dannelsesenergien af ​​diamane, fremmede syntesen af ​​diamane og forbedrede stabiliteten af ​​diamane under omgivende forhold.

De foreslog, at den nemmeste mekanisme til at syntetisere diamane eksperimentelt var ved at komprimere to-lags grafen med et lag dopet med B-atom og det andet dopet med N-atom.

Diamane dopet med N-atomer var let at opnå eksperimentelt, fordi dannelsesenergien af ​​diamane ikke var følsom over for fordelingen af ​​N-dotering. Afhængigt af koncentrationerne og fordelingen af ​​B- og N-atomer havde dopet diamane desuden variable elektroniske strukturer (halvleder, metal, superledning ~ 4 K), som kunne anvendes til feltet af 2D elektroniske enheder.

Dette arbejde tilbyder en ny ordning til at syntetisere mere stabil og funktionel diamane. + Udforsk yderligere

En ny todimensionel carbon-allotrop:halvledende diamane-film syntetiseret