Borofen je 2D allotropní modifikace boru.[1] Skládá se z trojúhelníků, to je způsobeno třemi elektrony ve valenční slupce bóru. Poprvé byl připraven roku 2015 depozicí bóru na stříbrný substrát,[2] byl využit krystal Ag(111), tzn. depozice probíhala na krystalové rovině 111 stříbra.[4] Příprava byla inspirována syntézou silicenu (2D modifikace křemíku).
Jako lepší metoda se na základě výpočtů jeví depozice boru na povrch hexagonálního nitridu boritého.
Kromě stříbra je možné pro depozici využít i jiné substráty, např. Ir(111), Au(111), Cu(111) nebo Al(111).[3] Pokud použijeme hliník, nezískáme strukturu složenou z trojúhelníků, ale strukturu ekvivalentní grafenu. To je dáno interakcí s elektrony kovové vazby v hliníku, bor tak může získat potřebný čtvrtý elektron pro stabilizaci grafenové struktury.[5]
Borofenové dvojvrstvy
Jelikož je stabilita monovrstvy borofenu velice špatná, jeví se jako perspektivnější materiál dvojvrstva. Příprava dvojvrstvy ale není úplně triviální. U grafenu je dvoj a vícevrstvá forma snadno představitelná, ale u boru neznáme alotrop, který by byl vícevrstvou variantou borofenu. První příprava byla publikována v lednu roku 2022, byla provedena opět na substrát Ag(111), který byl ostřelován atomy boru odpařeným z borové tyče působením elektronového paprsku. Následně byl produkt kalcinován, při vyšší teplotě vznikala monovrstva, ale při teplotě 450 °C byl pozorován vznik dvojvrstvy.
Podobně jako u jiných 2D materiálů je možné měnit vlastnosti dvojvrstvy, pokud ji začneme kroutit. Nebo přesněji, pokud ji vyrobíme zkroucenou. Výpočty ukazují, že získáme termoelektrický materiál, u kterého můžeme hodnotu Seebeckova koeficientu měnit pomocí velikosti deformace dvojvrstvy.[6]
Literatura
- Borofen
- Synthesis of borophenes: Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs
- Borophenes: monolayer, bilayer and heterostructures
- Ag(111) and Ag/Si(111): similarities and differences
- Experimental realization of honeycomb borophene
- Superior Thermoelectric Properties of Twist-Angle Superlattice Borophene Induced by Interlayer Electrons Transport
- Borofen na české wikipedii