高考考试网
当前位置: 首页 高考资讯

团簇化合物如何制备纳米硅(成功实现硼幻数团簇的合成和有序组装)

时间:2023-05-25 作者: 小编 阅读量: 4 栏目名: 高考资讯

由少数分子构成的硼团簇被认为是各个维度下硼单质的基本组成单元,因此受到广泛的关注和研究。中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心吕海峰博士和中科院物理所陈彩云博士为该论文共同第一作者。陈岚研究员、武晓君教授和吴克辉研究员为该论文共同通讯作者。

硼是周期表上第5号元素,相比于碳,硼原子最外层缺少一个电子,因而硼与硼之间能形成复杂的多中心多电子的化学键,使得低维硼单质成为结构最丰富的材料之一。由少数分子构成的硼团簇被认为是各个维度下硼单质的基本组成单元,因此受到广泛的关注和研究。例如硼三维块体和化合物的基本结构单元为二十面体的B12团簇。而平面或准平面的Bn(n=3-12,36)团簇被认为是二维硼烯形成的前驱物。早期对硼团簇的研究主要是利用光电子能谱和理论计算研究气相中硼团簇的基本行为揭示了硼团簇的平面结构和双/多中心-两电子的电子离域稳定机制。然而,只有少数理论工作研究了硼在表面上从小团簇到二维结构的演变,但对于硼团簇在表面上的形成、扩展乃至生成二维硼烯的过程则仍然缺乏相应的实验研究。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面实验室SF9组吴克辉研究员/陈岚研究员课题组在硼烯合成制备研究中进行了长期的探索和积累,并取得了丰富的研究成果,包括首次获得单层硼烯(Nature Chemistry 8, 564 (2016))和硼烯纳米带(Physical Review Materials 1, 021001(R) (2017)),制备出蜂窝状结构(Science Bulletin 63, 282(2018))和准一维链状混合相的硼烯(Advanced Materials 32, 205128 (2020)),并进一步在2022年成功制备出高质量稳定的双层硼烯(Nature Chemistry 14, 25(2022))。


图1 单层硼烯的STM形貌图、原子结构图、STM模拟图;单层硼烯及铜衬底的电荷分布

最近陈岚研究员和吴克辉研究员指导博士生陈彩云(现在香港科技大学做博士后)等率先利用超高真空分子束外延(MBE)在Cu(111)表面的单层硼烯上实现了尺寸均一的硼幻数团簇的可控制备和有序阵列分布。实验人员与中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心武晓君教授和吕海峰博士合作进行了第一性原理研究,明确了硼团簇由5个硼原子组成的平面五元环结构“立式”吸附在单层硼烯表面,揭示了单层硼烯中的电荷分布促进了B5团簇在表面的形成和排列的机制


图2 单层硼烯上硼团簇的STM表征以及向双层硼烯的演变

理论与实验研究进一步表明硼团簇在单层硼烯上紧密堆积吸附之后,将表现出“多米诺骨牌效应”般的结构转变,B5团簇从“立式”变成“躺式”,相邻B5团簇之间形成化学键,导致其自发转变为双层硼烯,表明具有独特尺寸和规则排列的硼团簇对于二维硼烯的形成至关重要,填充了硼团簇结构和二维双层硼烯结构之间演变过程的空白,并阐明了前期合作工作中所发现的双层硼烯结构的形成机理(Nature Chem. 2022, 14, 25)。

图3 不同硼团簇(Bn)的原子结构以及在单层硼烯上吸附分布;B5 团簇吸附在单层硼烯上的STM模拟图,结构图以及电荷分布

这项工作不仅首次实现了非气相条件下硼团簇周期构筑,并对硼团簇的分布生长、化学性质、以及双层硼烯的形成有了更加全面的认识。该项工作是吴克辉研究员/陈岚研究员课题组与武晓君教授课题组近年来在低维硼烯相关研究的拓展和延续,为未来低维硼结构的合成和探索提供了新思路。


图4 单层硼烯表面B5团簇向双层硼烯的演变

该工作以“Selective Binding and Periodic Arrangement of Magic Boron Clusters on Monolayer Borophene”为题在线发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心吕海峰博士和中科院物理所陈彩云博士为该论文共同第一作者。陈岚研究员、武晓君教授和吴克辉研究员为该论文共同通讯作者。相关工作获得了科技部、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项、中科院青年基础团队等项目的支持。


原文链接

编辑:小聪

,

    推荐阅读
  • 地暖不热怎么关闭阀门(地暖阀门需要关闭)

    反观那些经常关阀门的,一不小心将阀心给拧坏了,拧生锈了,影响到使用。这样做,管道内产生污泥的情况就很大程度地做到了降低。但在这里,我们不说“暖气费”和“蹭暖”,就单独来说说地暖管道的保护,毕竟这种在地底下的管道是不能损坏的。

  • 回娘家必须用的歌(又是一个团聚的好日子)

    当年春晚这首歌真的唱哭了无数观众,歌词每一句都唱到了人们的心里,时至今日也是时常能在老人、小孩的嘴边哼起呀。萱草花也是母亲花,有萱草花的地方就有母亲的思念,就有对家的牵挂。这首歌可以说是开创了中国祝福类歌曲的先河,简单的旋律和喜庆的歌词,朗朗上口,真正唱到了老百姓的心里。

  • 如何清洗带鱼(带鱼怎么清洗)

    如何清洗带鱼在带鱼冻的时候比较好处理,拿起一条带鱼用剪刀将带鱼的头部沿着斜着的方向剪掉。顺着带鱼头部剪掉的地方,将带鱼的腹部紧迫,接着取出它的全部内脏。将处理好的带鱼放入盆中,倒入热水,用钢丝球清洗带鱼的表面。用力要小,轻轻的擦带鱼的外表,银灰色的粉末状物质很容易就掉下来。将带鱼放在碱水中泡一会儿,用流动的清水冲洗,腹部地方的黑膜也要洗干净。都洗干净后再把带鱼切成段状,装盘备用。

  • 苏州免费景点游玩攻略(近100个景点免费预约)

    每天早上10:00开始,前20名本命年游客可获得红围巾一条,戴上红围巾合影祈福。有八个动物场馆,分别为:鸟禽一区、草食一区、灵长区、草食二区、猛兽区、华南虎基地、两栖生境馆、鸟禽二区。穹窿山拥有丰富的自然资源,是一座天然的植物博物馆,是苏州地区最大的天然森林氧吧。

  • 牛蛙的蝌蚪长什么样子,牛蛙的蝌蚪和青蛙的蝌蚪有什么不同

    通常牛蛙蝌蚪比一般蝌蚪更大一些,雌牛蛙蝌蚪体长约20cm,其头部宽扁,口端位,吻端尖圆,面钝。一般每天投饲2次,早晚各1次,每次每万尾蝌蚪投喂3个蛋黄。②池水不够肥且浮游生物量下降时,应及时加施追肥。③水质有恶化迹象时,应及时更换池水,一般每隔3-5天加水或换水。④随着蝌蚪个体逐步变大,应调整养殖密度,一般每隔约20天调整1次,将不同个体大小的蝌蚪分开养殖。

  • 滑菇肉片怎么做(滑菇肉片的烹饪方法)

    接下来我们就一起去了解一下吧!滑菇肉片怎么做材料:滑菇,猪肉,酱油,糖,鸡精,盐,水淀粉,香油,葱花。把滑菇用清水泡十分钟,切好葱花和肉片备用,水淀粉调好。锅里放适量的油,先炒肉片,然后放入滑菇,翻炒,调入酱油,鸡精、盐、糖,快出锅时倒入水淀粉,再淋几滴香油即可。

  • 哪些棋牌游戏又填大坑(棋牌游戏厂商生死大逃亡)

    5月13日,南方都市报发布消息称,深圳警方在南山区科兴科技园,捣毁了一个开发棋牌类游戏进行网络赌博的犯罪团伙,抓捕犯罪嫌疑人22名。从深圳警方实施抓捕的时间点来看,该事件与5月9日业内风传的“闲逸麻将被一锅端”基本吻合。2018年5月8日,公安部发布公开信息表示,经初步审查,自2010年以来,联众公司棋牌事业部下属“德州扑克”项目涉赌资金收入累计达3.35亿元。上到公司执行副总裁,下到客户部负责人共计36人因涉赌被捕。

  • 月牙泉在哪个省(月牙泉的历史有什么)

    月牙泉在哪个省月牙泉位于我国的甘肃省。它在月牙泉风景区,古称沙井,俗名药泉,位于甘肃省敦煌市西南5公里鸣沙山北麓。月牙泉早在汉代就是游览胜地。各主要殿宇有彩塑百尊以上,所绘壁画数百幅。重要殿堂均悬置匾额、碑刻,如“第一泉”、“别有天地”、“半规泉”、“势接昆仑”、“掌握乾坤”等,书法雅俊,堪称上品。

  • win10装机什么版比较好(Win10干掉了多少装机必备)

    支持导入导出各人词汇,丰富的专业词典,在输入方面的功能绝对不输于主流的各种中文拼音输入法。安全软件WinXP开始,用户总是习惯于关闭微软的自动更新和防火墙等安全设置,然后使用第三方的安全软件进行恶意软件查杀和补丁修补等。和声名狼藉的强制更新不同,Win10集成的WindowsDefender在2019年多个安全软件的排行榜中都取得了不错的成绩。对于还在坚持XP和Win7的那些“惯性”用户来说,如非情怀,真的没有必要继续坚守了。

  • realistic realistic paint studio免费下载

    如今越来越来的人在关注着关于生活当中各方各面的知识,因为现在大多数人都想着了解个多的信息,所以也就需要了解于生活当中各方各面的知识