(纯计算)吉林大学崔中华团队Nano Lett.: 一种硼类似物石墨borophite
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碳（C）及其各种同素异形体，从富勒烯、纳米管和石墨烯等低维结构到金刚石、石墨和无定形碳等体相材料，由于其在各个科学领域的巨大潜力，长期以来一直吸引着科学家。其中，二维石墨烯材料因其 广阔 的表面积和独特的物理和化学性质而吸引了大量关注， 使其与体相 材料 区别开来 。
硼（B）在元素周期表中与碳相邻，与碳有着显著的 相似之处 ，包括 相 似的 价轨道和sp 2 杂化能 力。这种共性导致了硼化学中多中心离域键的形成和低维结构的发展。因此，广泛的研究工作集中在创造全硼碳类似物上。在所有硼类似物领域已经出现了显著的成就，包括硼球烯（零维）、硼纳米管（一维）和硼烯（ 二维 ）。
这些硼基结构表现出与碳对应物相似的电子和结构性质，强调了硼和碳同素异形体之间固有的化学相似性。与石墨衍生的石墨烯不同，硼烯代表了一类独特的合成二维材料，没有类似的体相层状同素异形体，导致硼烯内的共价结合而不是范德华堆垛。
在此研究中，作者 重点 研究了 665种范德华堆垛的硼双层 ，通过 范德华堆垛发现 潜在的体相层状硼同素异形体。系统的高通量筛选和稳定性分析表明， 大多数硼双层普遍倾向于共价 结合 层 。然而， δ 5 硼烯 中出现了一个有趣的异类，证明了作为 范德华堆垛 候选者的潜力。此外，深入研究了 δ 5 硼烯和石墨烯之间的电子和拓扑结构相似性，揭示了双层、多层和体相层状同素异形体的 范德华堆垛 硼结构的结构完整性和稳定性。 δ 5 硼烯类似物表现出金属性质和声子介导的超导性，其临界温度接近22 K 。这项研究为人们期待已久的石墨硼类似物“borophite”的概念铺平了道路。
图5 (a, c) AA堆垛石墨和borophite的声子色散； (b, d) AB堆垛石墨和AA’堆垛borophite的声子色散、PhDOS、Eliashbe rg谱函数 α 2 F(ω) 和总 电子-声子耦合强度λ(ω)
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