Tim istraživača s Instituta za fiziku u Zagrebu iz Grupe za površine, međupovršine i 2D materijale, u suradnji sa znanstvenicima iz Elettra sinkrotrona u Trstu, Sveučilišta Shimane i Instituta za znanost Tokyo, pružio je nove uvide u interakciju između litija i borofena, jednog od najnovijih članova obitelji dvodimenzionalnih materijala.
Borofen, atomski tanak sloj bora, privukao je znatnu pozornost zbog svojih jedinstvenih elektroničkih svojstava i potencijala za buduće primjene u nanoelektronici i pohrani energije. Međutim, dosad se malo znalo o tome kako ovaj materijal reagira na kemijsko dopiranje alkalijskim metalima poput litija, što je važno s fundamentalnog i primijenjenog aspekta.
U istraživanju objavljenom u časopisu ACS Nano, koje je također prikazano na naslovnici tog časopisa, istraživači su kombinirali napredne tehnike mikroskopije i spektroskopije s najsuvremenijim teorijskim proračunima kako bi proučili depoziciju litija na epitaksijalni borofen na iridiju. Eksperimenti su pokazali da atomi litija ostaju na površini borofena umjesto da prodiru kroz borofen, kao što se često događa kod drugih dvodimenzionalnih materijala. Istodobno, litij predaje značajnu količinu naboja sloju borofena, mijenjajući time njegovu elektronsku strukturu (vidi Sliku 1).
Istraživački tim je otkrio da taj prijenos naboja također uzrokuje deformaciju kristalne rešetke borofena (vidi Sliku 2), što naglašava osjetljivu ravnotežu koja stabilizira ovaj materijal. Pri zagrijavanju, dio litija desorbira s površine borofena, dok preostali atomi potiču stvaranje novih površinskih struktura bora, litija i iridija.
„Ovi rezultati unapređuju naše razumijevanje načina na koji borofen reagira na kemijsku funkcionalizaciju te pružaju važne smjernice za buduće pokušaje inženjeringa njegovih svojstava”, kaže Marin Petrović, voditelj istraživanja i autor naslovnice časopisa.
Osim što proširuje temeljna znanja o dvodimenzionalnim materijalima na bazi bora, ovaj rad uspostavlja važnu referentnu točku za procjenu potencijala borofena u budućim elektroničkim uređajima i tehnologijama povezanim s baterijama.
Cijeli rad dostupan je na poveznici: doi/10.1021/acsnano.6c04291
Naslovnica časopisa s istaknutim radom: https://pubs.acs.org/toc/ancac3/20/28