„Borophen“ ist ein regelmäßiges, zweidimensionales Netzwerk aus einer monoatomaren Schicht von Boratomen. Es könnte mit seinen Eigenschaften eine Schlüsselrolle in der Zukunft der 2D-Materialforschung und Dünnschichttechnologie spielen.
Im Periodensystem befindet sich Bor zwischen metallischem Beryllium und nichtmetallischem Kohlenstoff. Daher wird es als Halbmetall klassifiziert. Das Element Bor verhält sich in chemischen Bindungen vielseitig. Es zeigt nicht nur stabile Elektronenmangelbindungen, sondern weist auch starke kovalente Bindungen auf. Daher gehören Bor und Boride mit zu den härtesten bekannten Materialien.
Die Existenz von Borophen wurde experimentell von Forschungsgruppen der Aragonne National Laboratories nachgewiesen. Die 2D Borophen-Schichten können als ein Intermediat zwischen rein kovalent gebundenem Graphen und substrat-stabilisiertem Silicen oder Germanen betrachtet werden, die ebenfalls zur Gruppe der 2D Materialien gehören. Die Bandstruktur und damit das elektronische Verhalten von Borophen kann beispielsweise leicht durch Substrat-Wechselwirkungen oder einer Funktionalisierung der Oberfläche verändert werden.
„Dank dieser Eigenschaften könnte Borophen sehr bald Anwendungen in elektronischen Sensoren und Halbleitern bis hin zu tribologischen Bauteilen finden“, sagte Hermann Sachdev, ein Wissenschaftler aus dem Arbeitskreis von Prof. Müllen am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz. Es ist ein vielversprechendes Material, jedoch ist seine Synthese derzeit aufwendig und muss noch verbessert werden. Borophen kann Graphen in Anwendungen wie Batterien oder Tinten sicherlich nicht ersetzen. Allerdings wird es zukünftig bestimmt in der Halbleitertechnik und in Bereichen der Tribologie, der Wissenschaft der Wechselwirkung von Oberflächen in Bewegung, zum Einsatz kommen. Es kann dazu beitragen, energetisch effizientere Bauteile zu entwickeln.
Weitere Informationen: www.mpip-mainz.mpg.de
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