결정질 나노시트의 레이어는 조정 가능한 전자 속성을 가능하게 합니다.

붕소는 다재다능한 비금속 원소이지만 지난 5년까지 화학자들은 2차원(2D) 붕소 함유 물질의 유용한 특성과 응용에 대해서만 이론화했습니다. 쓰쿠바 대학(University of Tsukuba)의 연구원들이 이끄는 그룹은 전자 특성을 제어하기 위해 층별로 처리할 수 있는 최초의 2D 붕소 모노설파이드(BS) 나노시트를 준비함으로써 이론에 생명을 불어넣었습니다.

2D 재료의 본질적으로 큰 표면적과 다양한 전자 상태는 배터리 및 기타 장치에 응용하기에 좋은 후보입니다. 또한 2D 빌딩 블록을 새로운 재료로 결합하면 기능을 더 잘 제어할 수 있습니다. 이전의 전산 연구에서는 BS가 고유한 속성을 가진 몇 가지 안정적인 2D 구조를 채택할 수 있다고 제안했습니다. 따라서 연구원들은 능면체(3차원 마름모) 결정 구조(r-BS)를 가진 1:1 붕소:황화물 벌크 재료를 제작한 다음 원래 재료의 특성을 유지하는 개별 나노층(2D BS)을 제거했습니다. 수정 배열.

연구 그룹 리더인 Takahiro Kondo 교수는 "우리의 분석은 우리 자신의 계산이 예측한 것을 확인했습니다."라고 말했습니다. "즉, BS 나노시트는 벌크 재료와 다른 밴드갭 에너지를 가지며, 중요한 것은 밴드갭이 적층된 2D BS 시트의 수를 기반으로 조정할 수 있다는 것입니다."

전류를 전도하는 능력은 재료의 밴드갭 에너지와 관련이 있으므로 잠재적인 전자 장치 응용 프로그램과 연결된 핵심 속성입니다. 연구원들은 단일 BS 나노시트의 밴드갭 에너지가 상대적으로 크지만 하나 또는 두 개의 추가 나노시트 층을 추가함에 따라 연속적으로 감소한다는 것을 발견했습니다. 스택의 밴드갭 에너지는 약 5장의 시트를 조립한 후 궁극적으로 벌크 r-BS 수준에 도달했습니다.

Kondo는 "BS 나노시트의 이러한 특징과 광유효 전자 질량은 잠재적으로 높은 전도성을 갖는 n형 반도체 재료로 작용할 수 있음을 나타냅니다. 밴드갭이 있습니다."

고유한 밴드갭 구조로 인해 r-BS 또는 2D BS로 구성된 전극은 서로 다른 파장의 빛에 반응했습니다. r-BS는 전류를 전도하고 광촉매 거동을 나타내기 위해 더 낮은 에너지 조사(가시광선)가 필요했지만, 2D BS의 더 큰 밴드갭은 더 높은 에너지의 자외선에서만 활성이었습니다.

사실, 붕소는 지루하지 않습니다! 이러한 광유도 현상은 2D 붕소 모노설파이드 재료가 광촉매 또는 전자 소자에 적용될 수 있다는 사실을 강조했으며, 중요한 것은 나노시트의 수를 제어하여 필요에 따라 특성을 조정할 수 있다는 점입니다.