18、二维Xenes材料及其器件概念解析

二维Xenes材料及其器件概念解析

1. 引言

在当今的微纳电子领域，二维材料展现出了巨大的潜力。多种二维Xenes材料，如硼烯、镓烯、磷烯等，因其独特的物理和化学性质，成为了研究的热点。本文将详细介绍这些二维Xenes材料的特性、制备方法以及潜在的应用。

2. 硼烯（Borophene）

• 生长特性对比 ：硼烯在Ag(111)和Cu(111)表面的生长情况有所不同。在Ag(111)上，其相图显示在所有生长条件下都呈现纳米级尺寸的畴；而在Cu(111)上，可以获得面积达100 μm²的大单晶畴，这对于制造基于硼烯的器件很有前景。
• 电子特性 ：尽管硼烯具有金属特性，但在Ag(111)上观察到了狄拉克费米子。硼烯片可以分解为两个三角形子晶格，类似于蜂窝晶格，存在狄拉克锥。与Ag(111)上的硅烯类似，通过引入代表覆盖层 - 衬底相互作用的周期性扰动，每个狄拉克锥可以分裂。
• 振动光谱研究 ：通过原位拉曼和尖端增强拉曼光谱（TERS）在低温和超高真空下对Ag(111)衬底上硼烯的振动光谱进行了详细研究，能够区分不同的硼烯相。
• 制备方法与应用 ：液相剥离方法也被用于制备独立的硼烯。XPS和STM研究证实了硼烯片的相纯度和金属特性。基于其金属性，硼烯的潜在应用包括等离子体学（具有高度受限的等离子体，显示近红外甚至可见光共振）、柔性和透明电子学、电极、显示器、氢存储和电池应用等。此外，通过液相剥离块状硼获得的硼烯片已成功测试作为超级电容器电极材料，在能量密度