Lorsqu'il est cultivé sur l'argent, la forme bidimensionnelle du bore, qui s'appelle le borophène, prend des ondulations. Le matériau métallique peut être adapté à une utilisation dans des matières étirables, électronique pliable. Crédit :Zhuhua Zhang/Université du riz
Bien qu'ils soient présentés comme idéaux pour l'électronique, les matériaux bidimensionnels comme le graphène peuvent être trop plats et difficiles à étirer pour servir de manière flexible, appareils portables. Le borophène "ondulé" pourrait être meilleur, selon les scientifiques de l'Université Rice.
Le laboratoire Rice du physicien théoricien Boris Yakobson et des collaborateurs expérimentaux ont observé des exemples d'ondulations naturelles, borophène métallique, une couche de bore d'épaisseur atomique, et a suggéré que le transférer sur une surface élastique préserverait l'extensibilité du matériau ainsi que ses propriétés électroniques utiles.
Le graphène hautement conducteur est prometteur pour l'électronique flexible, Yakobson a dit, mais il est trop rigide pour les appareils qui doivent également s'étirer, compresser ou même tordre. Mais le borophène déposé sur un substrat d'argent développe des ondulations à l'échelle nanométrique. Faiblement lié à l'argent, il pourrait être déplacé vers une surface flexible pour être utilisé.
La recherche paraît ce mois-ci dans la revue American Chemical Society Lettres nano .
Rice a collaboré avec des expérimentateurs du Argonne National Laboratory et de la Northwestern University pour étudier le borophène, qui a été fabriqué en petites quantités. Sous le microscope, le borophène présente des ondulations qui démontrent sa nature ondulée, ce qui signifie qu'il peut être fortement étiré une fois retiré du substrat, ou rattaché à un doux, dit Yakobson.
Lorsqu'il est cultivé sur l'argent, la forme bidimensionnelle du bore, qui s'appelle le borophène, prend des ondulations, aidé par des lacunes atomiques dans le réseau qui le rendent plus flexible. Le matériau métallique peut être adapté à une utilisation dans des matières étirables, électronique pliable. Crédit :Zhuhua Zhang/Université du riz
Le groupe Rice construit des simulations informatiques pour analyser les propriétés des matériaux à partir des atomes. Simulations du premier auteur Zhuhua Zhang, chercheur postdoctoral dans le groupe de Yakobson, ont montré que les lacunes hexagonales dans le borophène aident à adoucir le matériau pour faciliter sa forme ondulée.
"Le borophène est métallique dans son état typique, avec un fort couplage électron-phonon pour soutenir une éventuelle supraconductivité, et une structure de bande riche qui contient des cônes de Dirac, comme dans le graphène, " a déclaré Yakobson.
Il y a un hic :le borophène a besoin de la structure sous-jacente pour la faire onduler. Lorsqu'il est cultivé sur une surface sans relief, sa forme naturelle ressemble au graphène, l'appartement, des réseaux en grillage d'atomes de carbone. Zhang a déclaré que le borophène est mieux considéré comme un réseau triangulaire avec des réseaux périodiques de lacunes hexagonales.
Le borophène préfère être plat car c'est là que son énergie est la plus faible, dit Yakobson. Mais étonnamment, lorsqu'il est cultivé sur l'argent, le borophène adopte sa forme en accordéon tandis que l'argent se reconstruit pour correspondre. L'ondulation peut être conservée en "recollant" du bore sur un autre substrat.
"Cette conformation ondulée semble jusqu'à présent unique en raison de la flexibilité structurelle exceptionnelle et des interactions particulières du borophène avec l'argent, et peut être initialement déclenché par une légère compression dans la couche lorsqu'un peu trop d'atomes de bore pénètrent en surface, " dit Zhang.
