Bor, Grafen Benzeri 2 Boyutlu Saf Petek Formu Oluşturabilir
Şekil : Al (1 1 1) üzerinde petek kafesli borofen monomerlerin yüksek çözünürlüklü STM görüntüleri. Kredi: © Çin Bilim Basını
Borofenin delikli üçgen kafesli olduğu bilinirken, borun bal peteği kafesinin enerjisel olarak dengesiz olduğu tahmin edilmiştir. Ancak, Çin Bilim Akademisi Fizik Enstitüsü’ndeki Prof. K. H. Wu’nun liderliğindeki bir araştırma ekibi, ultra yüksek vakumda substrat ve moleküler ışın epitaksi olarak Al (111) yüzeyini kullanarak, Dirac durumları ve süper iletkenlik davranışı gibi ilgi çekici elektronik özelliklere sahip suni bor bazlı malzemeler için ideal bir platform olarak grafen benzeri borofen üretmiştir.
Düşük boyutlu bor allotropları son yıllarda büyük ilgi görmüştür ve teorik çalışmalar tek tabakalı borun varlığını öngörmektedir. Bor’un sadece üç değerlikli elektronu olduğu için, elektron eksikliği, bor’u enerjik olarak stabil olmayan bir bal peteği yapar. Bunun yerine, periyodik deliklere sahip üçgen bir kafesin daha kararlı olduğu tahmin edilmiştir. 2015 yılında, Prof. Wu, Çin Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü’nde bir araştırma ekibinin başkanlığını yapmıştır ve başarılı bir şekilde altıgen deliklerin farklı düzenlemeleri ile öngörülen üçgen kafesleri sergileyen bir gümüş yüzey üzerinde 2 boyutlu borofen levhalarını başarılı bir şekilde sentezlemiştir.
İlginç bir soru, saf bir petek örgü ile bir borofen monolayer hazırlamak mümkün olup olmadığıdır. Honeycomb borophene doğal olarak Dirac fermiyonlarına ve böylece diğer grup IV elemental 2-D materyallerine benzeyen ilgi çekici elektronik özelliklere sahip olacaktır. Ek olarak, bir petek 2-D bor örgü süper iletkenliği sağlayabilir. İyi bilinen yüksek süper iletkende, MgB2, kristal yapısı, bor düzleminin grafen gibi saf bir bal peteği yapısına sahip olduğu, aralanmış Mg tabakaları olan bor düzlemlerinden oluşur. MgB2’de, bor atomlarında süperiletkenlik oluşurken, Mg atomlarının elektron donörü olarak işlev görmesi dikkat çekicidir.
Son zamanlarda, Prof. Wu tarafından yürütülen araştırma ekibi, ultra yüksek vakumda substrat ve moleküler ışın epitaksi (MBE) büyümesi olarak bir Al (1 1 1) yüzeyi kullanılarak, bal peteği şekilli grafen benzeri borofenin başarılı bir şekilde hazırlanmasını bildirmiştir. Taramalı tünelleme mikroskopisi (STM) görüntüleri, grafene benzer düzlemsel, burkulmamış bal peteği ile mükemmel tek tabakalı borofeni açığa çıkarır. Teorik hesaplamalar, Al (1 1 1) üzerindeki petek borofenin enerjisel olarak kararlı olduğunu göstermektedir. Dikkat çekici bir şekilde, yaklaşık bir elektron yükü, Al (1 1 1) substrattan her bir boron atomuna transfer edilir ve bal peteği borofen yapısını stabilize eder. Bu çalışma, substrat ve borofen arasındaki yük transferini kontrol ederek borofen kafesinin manipülasyonunu göstermektedir ve bal peteği borofen, bora bazlı bileşiklerde süperiletkenliği kontrol etmenin yanı sıra, Dirac durumları gibi benzersiz elektronik özelliklere sahip bor bazlı atomik tabakalar oluşturmak için cazip bir olasılık sağlar.
Kaynak : phys.org
