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硼是一种用途广泛的非金属元素，但直到最近五年，化学家们才对二维含硼材料的有用性质和应用进行了理论研究。在10月发表在《Materials Chemistry A》杂志上的一项研究中，由筑波大学的研究人员领导的一个小组通过制备首个2D的硼-硫化物（Bs）纳米片，将理论变为现实，通过一层一层地处理来控制其电子特性。
2D材料固有的大表面积和多样的电子状态使其成为电池和其他设备应用的良好候选。此外，将2D构建块组合到新材料中可以更好地控制其功能。之前的计算研究表明，只有BS可以形成几种具有独特性质的稳定2D结构。因此，研究人员制备了一种比例为1:1的硼-硫化物块状材料，该材料具有菱形（三维菱形）晶体结构（r-BS），然后剥离单个纳米层（2D-BS），该纳米层可保持原始材料的晶体排列。
“我们的分析证实了我们自己的计算预测，”研究小组组长Takahiro Kondo教授说道，“也就是说，BS纳米片的带隙能量与块状材料不同，重要的是，可以根据堆叠的2D BS片的数量调整带隙。”
材料的带隙能量与其传导电流的能力有关，因此它是与潜在电子设备应用相关的关键特性。研究人员发现，单个BS纳米片的带隙能量相对较大，但随着添加一到两个额外的纳米片，带隙能量渐渐降低。在叠加了大约五片后，叠层的带隙能量最终达到了大块r-BS的水平。
“BS纳米片的这一特性和光电子有效质量表明，它们有成为具有高导电性的n型半导体材料的潜力，”Kondo教授解释道，“这使得它们有别于其他已知的无带隙2D含硼材料。”
由于其独特的带隙结构，由r-BS或2D-BS组成的电极对不同波长的光作出响应。r-BS需要较低能量的光照（即可见光）来传导电流并表现出光催化行为，而2D-BS的较大带隙仅在高能紫外光下才具有活性。
事实上，硼不是一种无聊的材料！这些光诱导现象突出表明，2D硫化硼材料可以应用于光催化或电子器件中，更重要的是，可以通过控制纳米片的数量来调节其性能。
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