borophene独自闪耀二维等离子体材料

硼原子厚的薄膜可能是第一个纯二维材料能发出可见光和近红外波段的光激活的等离子体，根据莱斯大学的科学家。

图片说明：莱斯大学的科学家计算出被称为borophene硼原子厚的薄膜可能是第一个纯二维材料能够自然地发出可见光和近红外波段的光激活的等离子体。Rice的团队测试了三种模型，发现三角borophene，在离开时，能发射可见光，而其他两达到近红外。Sharmila ShirodkarLong描述&nbsp插图；

这会使材料被称为borophene候选子和光子器件如生物传感器、纳米光波导，收割机和纳米天线。

莱斯大学的科学家们认为，被称为borophene硼原子厚的薄膜可能是第一个纯二维材料能够自然地发出可见光和近红外波段的光激活的等离子体。Rice的团队测试了三种模型，发现三角borophene，在离开时，能发射可见光，而其他两达到近红外。插图由Sharmila Shirodkar

等离子体的集体激发的电子在金属表面流动时，所引发的能量输入，如激光。显著的是，将光以一种颜色传送到电浆材料（由光的频率决定）可以促使另一种颜色的光的发射。

Rice的理论物理学家Boris Yakobson和他的同事们的模型预测，borophene将是第一个已知的二维材料做的那么自然，不加修饰。

实验室的模拟都是用铅作者岳飞皇Yakobson详细内容，一个研究生，和Sharmila Shirodkar，一个博士后研究人员，在美国化学学会杂志。

硼是三维的半导体，而是二维形式的金属。这促使实验室研究了电浆操纵的潜力。

“这是一种预期，但我们必须做细致的工作证明和量化它，”Yakobson说，他的实验室经常预测可能的材料，实验后进行，如borophene或硼巴基球。与同事Evgeni Penev，在水稻研究助理教授和校友朱华张，他最近出版的硼研究状况回顾。

在新的研究中，研究人员使用一个计算建模技术称为密度泛函理论测试等行为在三种独立的borophene。该材料的基准晶体结构是一个三角形的网格——考虑石墨烯，但每个六边形的中间有一个额外的原子。

实验室研究了平原borophene和两种晶型固体模型，包含多个晶体结构，形成一些中间原子被删除。他们的计算表明三角borophene有宽的发射频率，包括可见光，而其他两达到近红外。

“我们没有足够的实验数据来确定哪些机制做出多大贡献在这些多晶型物的损失，但我们预计，包括对缺陷和电子和空穴，导致其阻尼激发等离子体的散射，”Shirodkar说。

研究人员说他们的结果的数据处理在subdiffraction波长的有趣的可能性。

她说：“如果你有一个波长大于几纳米的电子电路的光信号，那就是不匹配。”。“现在我们可以使用信号来激发等离子体在包装相同的信息材料（用光）到一个更小的空间。它给了我们一种挤压信号的方法，使它能进入电子电路。”

“原来是重要的因为，粗略地讲，它可以通过提高100倍的分辨率，在某些情况下，”Yakobson说。分辨率受波长限制。利用等离子体，你可以存储信息或写入一个材料在更高的分辨率由于波长的收缩。这对数据存储有很大的好处。”

实验取得了borophene只有非常少量至今缺乏方法将材料从表面上它成长，Yakobson说。尽管如此，理论界仍有大量的研究和大量的实验进展。

“一个人应该探索其他的多晶型物和寻找最好的一个，“Yakobson建议。“在这里，我们没有。我们只是考虑了三，因为这是相当繁重的工作，但其他人需要在我们知道什么是可以实现之前进行筛选。”

陆军研究办公室和罗伯特韦尔奇基金会支持这项研究。计算资源被Rice的国家科学基金会提供支持的达芬奇的超级计算机由计算研究Rice的中心和采购与Rice的甘乃迪研究所信息技术合作。

Yakobson是材料科学的卡尔F. Hasselmann教授、NanoEngineering和教授化学。

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