Quando cresciuto sull'argento, la forma bidimensionale del boro, che si chiama borofene, assume ondulazioni. Il materiale metallico può essere adatto per l'uso in elastici, elettronica pieghevole. Credito:Zhuhua Zhang/Rice University
Sebbene siano pubblicizzati come ideali per l'elettronica, materiali bidimensionali come il grafene possono essere troppo piatti e difficili da allungare per essere utilizzati in flessibili, dispositivi indossabili. Il borofene "ondulato" potrebbe essere migliore, secondo gli scienziati della Rice University.
Il laboratorio Rice del fisico teorico Boris Yakobson e collaboratori sperimentali hanno osservato esempi di onde naturali, borofene metallico, uno strato di boro dello spessore di un atomo, e ha suggerito che il suo trasferimento su una superficie elastica avrebbe preservato l'elasticità del materiale insieme alle sue utili proprietà elettroniche.
Il grafene altamente conduttivo promette un'elettronica flessibile, Yakobson ha detto, ma è troppo rigido per dispositivi che devono anche allungarsi, comprimere o addirittura torcere. Ma il borofene depositato su un substrato d'argento sviluppa ondulazioni su scala nanometrica. Debolmente legato all'argento, potrebbe essere spostato su una superficie flessibile per l'uso.
La ricerca appare questo mese sulla rivista dell'American Chemical Society Nano lettere .
Rice ha collaborato con sperimentalisti dell'Argonne National Laboratory e della Northwestern University per studiare il borofene, che è stato prodotto in piccole quantità. Al microscopio, il borofene presenta ondulazioni che ne dimostrano la natura ondulata, il che significa che può essere molto allungato una volta rimosso dal substrato, o riattaccato a uno morbido, ha detto Yakobson.
Quando cresciuto sull'argento, la forma bidimensionale del boro, che si chiama borofene, assume ondulazioni, aiutato dai posti vacanti atomici nel reticolo che lo rendono più flessibile. Il materiale metallico può essere adatto per l'uso in elastici, elettronica pieghevole. Credito:Zhuhua Zhang/Rice University
Il gruppo Rice costruisce simulazioni al computer per analizzare le proprietà dei materiali dagli atomi in su. Simulazioni del primo autore Zhuhua Zhang, un ricercatore post-dottorato nel gruppo di Yakobson, ha mostrato che le fessure esagonali nel borofene aiutano ad ammorbidire il materiale per facilitarne la forma ondulata.
"Il borofene è metallico nel suo stato tipico, con un forte accoppiamento elettrone-fonone per supportare la possibile superconduttività, e una ricca struttura a bande che contiene coni di Dirac, come nel grafene, "Ha detto Yakobson.
C'è un intoppo:il borofene ha bisogno della struttura sottostante per renderlo ondulato. Quando cresciuto su una superficie informe, la sua forma naturale ricorda il grafene, l'appartamento, schiere di atomi di carbonio a filo di pollo. Zhang ha detto che il borofene è meglio visto come un reticolo triangolare con matrici periodiche di posti vacanti esagonali.
Il borofene preferisce essere piatto perché è lì che la sua energia è più bassa, ha detto Yakobson. Ma sorprendentemente, quando cresciuto sull'argento, il borofene assume la sua forma a fisarmonica mentre l'argento si ricostruisce per adattarsi. L'ondulazione può essere trattenuta "ri-incollando" il boro su un altro substrato.
"Questa conformazione ondulata sembra finora unica a causa dell'eccezionale flessibilità strutturale e delle particolari interazioni del borofene con l'argento, e può essere inizialmente innescato da una leggera compressione nello strato quando un po' troppi atomi di boro entrano in superficie, " disse Zhang.
