科学家揭示了单层硼吩上的神奇硼簇

中国科学院物理研究所的研究人员与中国科学技术大学的合作者一起，揭示了单层硼吩上具有幻数的硼簇的形成，并观察了从吸附硼簇的单层硼吩到双层硼吩的演变过程。

该研究在线发表在PNAS上。

硼在元素周期表中紧挨着碳，比碳少一个电子。这种电子缺陷产生了其强大的键合能力和多样的硼晶型。尽管它们各不相同，但所有硼多晶型物都以构建块B12簇，具有二十面体笼状结构。然而，实验和理论方法相结合的研究表明，气相中的小硼簇，如Bn(n = 3 到 12， 36)，是平面或准平面。

这一特性开辟了二维(2D)硼的可能性，也称为硼酚。

根据硼吩的多晶型性质，硼簇在金属表面的生长会强烈影响其结构。然而，以前的研究主要集中在气相中的小硼簇上，只有少数理论研究研究了硼簇从小团簇到表面二维片的演变。

在这项研究中，研究人员发现，硼原子生长到覆盖有单层硼吩的Cu(111)表面上可以产生具有独特尺寸分布的硼簇。每个硼簇选择性地结合到硼酚单层每个晶胞中的特定位点，从而产生周期性阵列。

密度泛函理论(DFT)计算将化学吸附的硼簇确定为B5团簇，以及这些团簇在表面上的形成和排列是单层硼吩中面内电荷分布和电子离域的结果。

此外，B的密集吸附5观察到单层硼吩上的簇导致自发转变为双层硼吩。