科学家揭示了单层硼烯上的神奇硼簇

中国科学院物理研究所研究人员与中国科学技术大学合作者揭示了单层硼烯上具有幻数的硼簇的形成，并观察了吸附硼的单层硼烯的演化过程簇成双层硼烯。

该研究在线发表在PNAS上。

在元素周期表中仅次于碳的硼比碳少一个电子。这种缺电子导致其具有很强的键合能力和多种硼多晶型物。尽管它们各不相同，但所有硼多晶型物都以B12簇作为构建单元，其具有二十面体笼结构。然而，结合实验和理论方法的研究表明，气相中的小硼簇，例如Bn(n=3至12,36)，是平面或准平面的。

此属性开辟了二维(2D)硼(也称为硼烯)的可能性。

根据硼烯的多晶型性质，硼簇在金属表面的生长可以强烈影响其结构。然而，以往的研究主要集中在气相中的小硼团簇，只有少数理论研究研究了硼团簇从小团簇到表面二维片层的演变。

在这项研究中，研究人员发现，硼原子在覆盖有单层硼烯的Cu(111)表面上的生长可以生成具有独特尺寸分布的硼簇。每个硼簇选择性地结合到硼烯单层每个晶胞中的特定位点，从而形成周期性阵列。

密度泛函理论(DFT)计算将化学吸附的硼团簇鉴定为B5团簇，并且发现这些团簇在表面上的形成和排列是单层硼烯中面内电荷分布和电子离域的结果。

此外，观察到B5簇在单层硼烯上的密集吸附导致自发转变为双层硼烯。

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