硼烯并非自然存在,只能人工合成,即便有个别的薄膜等样品,也由于其结构异常复杂而难以表征,不同衬底材料、不同温度、不同厚度等条件下生长出来的硼烯也会变化多样。因此,硼烯的制备成为国际凝聚态物理及材料物理界公认的世界难题。
硼烯在银表面的结构示意图2014年,南开大学物理学院周向锋教授、王慧田教授和纽约州立大学石溪分校奥甘诺夫教授等基于进化算法结合第一性原理计算,预测一个独特的二维硼结构。美国阿贡国家实验室、南开大学、纽约州立大学石溪分校和西北大学等研究单位共同合作,利用高真空原子溅射的方法,首次在银的表面成功生长出褶皱的单原子层硼烯。该实验结果与理论模型几乎完全符合,在该研究过程中,南开大学团队承担了其中的理论计算工作。
2015年12月,南开大学和美国阿贡国家实验室、纽约州立大学石溪分校、美国西北大学的科学家联合研究,首次获得只有单原子厚度的二维硼材料——“硼烯”。[1]
该成果的评论文章“拨开最薄硼烯的迷雾”同期刊登于《科学》杂志上,《自然》杂志也刊发题为“单原子层硼烯加入二维材料俱乐部”的亮点报道。