Quasi un anno fa, il borofene non esisteva nemmeno.

Ora, pochi mesi dopo che un team della Northwestern University e dell'Argonne National Laboratory ha scoperto il materiale, un altro team guidato da Mark Hersam sta già facendo passi da gigante verso la comprensione della sua complicata chimica e la realizzazione del suo potenziale elettronico.

Creato nel dicembre 2015, il borofene è un bidimensionale, lamiera metallica di boro, l'elemento comunemente usato in fibra di vetro. Sebbene il borofene sia promettente per possibili applicazioni che vanno dall'elettronica al fotovoltaico, queste applicazioni non possono essere realizzate finché il borofene non è integrato con altri materiali. Ora il team di Hersam, e un po' di serendipità, ha realizzato con successo questa integrazione.

"I circuiti integrati sono il cuore di tutti i nostri computer, compresse, e smartphone, '" ha detto Hersam, Walter P. Murphy Professore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso la McCormick School of Engineering della Northwestern University. "L'integrazione è l'elemento chiave che ha guidato i progressi della tecnologia elettronica".

Supportato dall'Ufficio per la ricerca navale e dalla National Science Foundation, la ricerca è apparsa online il 22 febbraio sulla rivista Progressi scientifici . Erik Luijten, professore di scienza e ingegneria dei materiali alla Northwestern University, coautore del documento. Xiaolong Liu, uno studente del programma di laurea in fisica applicata della Northwestern, è il primo autore dell'articolo.

Poiché il borofene non appare in natura, gli scienziati devono coltivarlo in laboratorio sintetizzandolo su un foglio d'argento. La squadra di Hersam ha depositato un materiale organico (perilene-3, 4, 9, dianidride 10-tetracarbossilica) sopra il borofene, nel tentativo di integrare i due materiali. Quello che è successo dopo è stata una sorpresa. Il materiale organico, che è noto per autoassemblarsi essenzialmente su qualsiasi materiale, invece diffuso dal borofene e sul foglio d'argento.

Il risultato è stato un monostrato autoassemblato di materiale organico direttamente accanto al borofene, formando un'interfaccia quasi perfetta. Interfacce ben controllate tra materiali distinti consentono dispositivi integrati, compresi diodi e fotovoltaico. La sorprendente tecnica di Hersam ha aggirato la tipica sfida di creare un'interfaccia nitida:far toccare i materiali ma non mescolarli.

"Questa è una bella serendipità perché abbiamo risolto un problema senza alcun intervento aggiuntivo richiesto, "Hersam ha detto. "Il borofene non esisteva un anno fa. Dodici mesi più tardi, stiamo già formando interfacce essenzialmente perfette."

Non solo la scoperta di Hersam ha posto le basi per esplorare le applicazioni elettroniche del borofene, illumina anche le proprietà fondamentali del nuovo materiale. La prossima sfida è spostare il borofene dall'argento e su un substrato inerte che non interferisca con le sue proprietà elettroniche.

"Il borofene è unico nella sua capacità di formare interfacce improvvise tramite l'autoassemblaggio, " disse Hersam. "Stiamo cominciando a capire la sua chimica, che guiderà i nostri sforzi per trasferire il materiale su substrati appropriati per un'ulteriore integrazione".