硼烯化学合成进展与展望

王琴 薛珉敏 张助华

引用本文: 王琴, 薛珉敏, 张助华. 硼烯化学合成进展与展望[J]. 物理化学学报, 2019, 35(6): 565-571. doi: 10.3866/PKU.WHXB201805080 shu
Citation:  WANG Qin, XUE Minmin, ZHANG Zhuhua. Chemical Synthesis of Borophene: Progress and Prospective[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2019, 35(6): 565-571. doi: 10.3866/PKU.WHXB201805080 shu

硼烯化学合成进展与展望

    作者简介:

    张助华,1983年生。本科和博士均就读于南京航空航天大学。现任职于南京航空航天大学。主要研究方向为低维材料力学,低维材料理论与模拟;
    通讯作者: 张助华, chuwazhang@nuaa.edu.cn
  • 基金项目:

    中央高校基本科研业务费专项资金(NE2018002)资助项目

摘要: 硼烯是由硼原子构成的单原子层厚的二维材料,具有丰富的化学和物理性质。本文集中介绍近年来硼烯在合成方面的理论与实验研究进展,重点分析基底、生长温度、生长前驱物等因素对硼成核选择性的影响,探讨能够促进硼烯成核的潜在方法。进一步将分析硼烯生长机制及理论研究方法,以此展望通过在基底上化学气相沉积合成硼烯的可能途径。本文旨在促进大面积、高质量硼烯样品的制备以推动硼烯的实际应用。

English

    1. [1]

      Mannix, A. J.; Kiraly, B.; Hersam, M. C.; Guisinger, N. P. Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0014. doi: 10.1038/s41570-016-0014

    2. [2]

      Molle, A.; Goldberger, J.; Houssa, M.; Xu, Y.; Zhang, S. C.; Akinwande, D. Nat. Mater. 2017, 16, 163. doi: 10.1038/NMAT4802

    3. [3]

      Oganov, A. R.; Solozhenko, V. L. J. Superhard Mater. 2009, 31, 285. doi: 10.3103/S1063457609050013

    4. [4]

      Huang, W.; Sergeeva, A. P.; Zhai, H. J.; Averkiev, B. B.; Wang, L. S.; Boldyrev, A. I. Nat. Chem. 2010, 2, 202. doi: 10.1038/NCHEM.534

    5. [5]

      Sergeeva, A. P.; Popov, I. A.; Piazza, Z. A.; Li, W. L.; Romanescu, C.; Wang, L. S.; Boldyrev, A. I. Acc. Chem. Res. 2014, 2, 1349. doi: 10.1021/ar400310g

    6. [6]

      Zhai, H. J.; Zhao, Y. F.; Li, W. L.; Chen, Q.; Bai, H.; Hu, H. S.; Piazza, Z. A.; Tian, W. J.; Lu, H. G.; Wu, Y. B.; et al. Nat. Chem. 2014, 6, 727. doi: 10.1038/NCHEM.1999

    7. [7]

      Ciuparu, D.; Klie, R. F.; Zhu, Y. M.; Pfefferle, L. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3967. doi: 10.1021/jp049301b

    8. [8]

      Liu, F.; Shen, C. M.; Su, Z. J.; Ding, X. L.; Deng, S. Z.; Chen, J.; Xu, N. S.; Gao, H. J. J. Mater. Chem. 2010, 20, 2197. doi: 10.1039/b919260c

    9. [9]

      Tai, G. A.; Hu, T. S.; Zhou, Y. G.; Wang, X. F.; Kong, J. Z.; Zeng, T.; You, Y. C.; Wang, Q. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 15473. doi: 10.1002/anie.201509285

    10. [10]

      Sun, X.; Liu, X. F.; Yin, J.; Yu, J.; Li, Y.; Hang, Y.; Zhou, X. C.; Yu, M. L.; Li, J. D.; Tai, G. A.; et al. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1603300. doi: 10.1002/adfm.201603300

    11. [11]

      Mannix, A. J.; Zhou, X. F.; Kiraly, B.; Wood, J. D.; Alducin, D.; Myers, B. D.; Liu, X. L.; Fisher, B. L.; Santiago, U.; Guest, J. R.; et al. Science 2015, 350, 1513. doi: 10.1126/science.aad1080

    12. [12]

      Feng, B. J.; Zhang, J.; Zhong, Q.; Li, W. B.; Li, S.; Li, H.; Cheng, P.; Meng, S.; Chen, L.; Wu, K. H. Nat. Chem. 2016, 8, 563. doi: 10.1038/NCHEM.2491

    13. [13]

      Zhang, Z. H.; Penev, E. S.; Yakobson, B. I. Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 6746. doi: 10.1039/c7cs00261k

    14. [14]

      Feng, B. J.; Sugino, O.; Liu, R. Y.; Zhang, J.; Yukawa, R.; Kawamura, M.; Iimori, T.; Kim, H.; Hasegawa, Y.; Li, H.; et al. Phys. Rev. Lett. 2017, 118, 096401. doi: 10.1103/PhysRevLett.118.096401

    15. [15]

      Huang, Y. F.; Shirodkar, S. N.; Yakobson, B. I. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17181. doi: 10.1021/jacs.7b10329

    16. [16]

      Zhang, Z. H.; Yang, Y.; Penev, E. S.; Yakobson, B. I. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1605059. doi: 10.1002/adfm.201605059

    17. [17]

      Boustani, I.; Quandt, A.; Hernandez, E.; Rubio, A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 3176. doi: 10.1063/1.477976

    18. [18]

      Boustani, I. Phys. Rev. B 1997, 55, 16426. doi: 10.1103/PhysRevB.55.16426

    19. [19]

      Yang, X. B.; Ding, Y.; Ni, J. Phys. Rev. B 2008, 77, 041402. doi: 10.1103/PhysRevB.77.041402

    20. [20]

      Tang, H.; Ismail-Beigi, S. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 115501. doi: 10.1103/PhysRevLett.99.115501

    21. [21]

      Szwacki, N. G.; Sadrzadeh, A.; Yakobson, B. I. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 166804. doi: 10.1103/PhysRevLett.98.166804

    22. [22]

      Penev, E. S.; Bhowmick, S.; Sadrzadeh, A.; Yakobson, B. I. Nano Lett. 2012, 12, 2441. doi: 10.1021/nl3004754

    23. [23]

      Wu, X.; Dai, J.; Zhao, Y.; Zhuo, Z.; Yang, J.; Zeng, X. C. ACS Nano 2012, 6, 7443. doi: 10.1021/nn302696v

    24. [24]

      Lu, H.; Mu, Y.; Bai, H.; Chen, Q.; Li, S. J. Chem. Phys. 2013, 138, 024701. doi: 10.1063/1.4774082

    25. [25]

      Yu, X.; Li, L.; Xu, X.; Tang, C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20075. doi: 10.1021/jp305545z

    26. [26]

      Xu, S.; Li, X.; Zhao, Y.; Liao, J.; Xu, W.; Yang, X.; Xu, H. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17233. doi: 10.1021/jacs.7b08680

    27. [27]

      Zhou, X. F.; Dong, X.; Oganov, A. R.; Zhu, Q.; Tian, Y. J.; Wang, H. T. Phys. Rev. Lett. 2014, 112, 085502. doi: 10.1103/PhysRevLett.112.085502

    28. [28]

      Ma, F.; Jiao, Y.; Gao, G.; Gu, Y.; Bilic, A.; Chen, Z.; Du, A. Nano Lett. 2016, 16, 3022. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b05292

    29. [29]

      Liu, Y.; Penev, E. S.; Yakobson, B. I. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3156. doi: 10.1002/anie.201207972

    30. [30]

      Liu, H. S.; Gao, J. F.; Zhao, J. J. Sci. Rep. 2013, 3, 3238. doi: 10.1038/srep03238

    31. [31]

      Zhang, Z. H.; Yang, Y.; Gao, G. Y.; Yakobson, B. I. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 13022. doi: 10.1002/anie.201505425

    32. [32]

      Meng, X. M.; Hu, J. Q.; Jiang, Y.; Lee, C. S.; Lee, S. T. Chem. Phys. Lett. 2003, 370, 825. doi: 10.1016/S0009-2614(03)00202-1

    33. [33]

      Cao, L. M.; Zhang, Z.; Sun, L. L.; Gao, C. X.; He, M.; Wang, Y. Q.; Li, Y. C.; Zhang, X. Y.; Li, G.; Zhang, J.; et al. Adv. Mater. 2001, 13, 1701. doi: 10.1002/1521-4095(200111)13:22<1701::AID-ADMA1701>3.0.CO;2-Q

    34. [34]

      Cao, L. M.; Hahn, K.; Wang, Y. Q.; Scheu, C.; Zhang, Z.; Gao, C. X.; Li, Y. C.; Zhang, X. Y.; Sun, L. L.; Wang, W. K.; et al. Adv. Mater. 2002, 14, 1294. doi: 10.1002/1521-4095(20020916)14:18<1294::AID-ADMA1294>3.0.CO;2-#

    35. [35]

      Ni, H.; Li, X. D. J. Nano Res. 2008, 1, 10. doi: 10.4028/www.scientific.net/JNanoR.1.10

    36. [36]

      Xu, J. Q.; Chang, Y. Y.; Gan, L.; Ma, Y.; Zhai, T. Y. Adv. Sci. 2015, 2, 1500023. doi: 10.1002/advs.201500023

    37. [37]

      Tian, J. F.; Xu, Z. C.; Shen, C. M.; Liu, F.; Xu, N. S.; Gao, H. J. Nanoscale 2010, 2, 1375. doi: 10.1039/c0nr00051e

    38. [38]

      Yang, J. K.; Yang, Y.; Waltermire, S. W.; Wu, X. X.; Zhang, H. T.; Gutu, T.; Jiang, Y. F.; Chen, Y. F.; Zinn, A. A.; Prasher, R.; et al. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 91. doi: 10.1038/NNANO.2011.216

    39. [39]

      Zhong, Q.; Kong, L. J.; Gou, J.; Li, W. B.; Sheng, S. X.; Yang, S.; Cheng, P.; Li, H.; Wu, K. H.; Chen, L. Phys. Rev. Mater. 2017, 1, 021001. doi: 10.1103/PhysRevMaterials.1.021001

    40. [40]

      Zhang, Z. H.; Mannix, A. J.; Hu, Z. L.; Kiraly, B.; Guisinger, N. P.; Hersam, M. C.; Yakobson, B. I. Nano Lett. 2016, 16, 6622. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b03349

    41. [41]

      Shirodkar, S. N.; Penev, E. S.; Yakobson B. I. Sci. Bull. 2018, 63, 270. doi: 10.1016/j.scib.2018.02.019

    42. [42]

      Li, W. B.; Kong, L. J.; Chen, C. Y.; Gou, J.; Sheng, S. X.; Zhang, W. F.; Li, H.; Chen, L.; Cheng, P.; Wu, K. H. Sci. Bull. 2018, 63, 282. doi: 10.1016/j.scib.2018.02.006

    43. [43]

      Nørskov, J. K.; Bligaard, T.; Rossmeisl, J.; Christensen, C. H. Nat. Chem. 2009, 1, 37. doi: 10.1038/nchem.121

    44. [44]

      Zhang, Z.; Penev, E. S.; Yakobson, B. I. Nat. Chem. 2016, 8, 525. doi: 10.1038/nchem.2521

    45. [45]

      Xu, S. G.; Zhao, Y. J.; Liao, J. H.; Yang, X. B.; Xu, H. Nano Res. 2016, 9, 2616. doi: 10.1007/s12274-016-1148-0

    46. [46]

      Tibbetts, G. G. J. Cryst. Growth 1984, 66, 632. doi: 10.1016/0022-0248(84)90163-5

    47. [47]

      Ding, F.; Harutyunyan, A. R.; Yakobson, B. I. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 2009, 106, 2506. doi: 10.1073/pnas.0811946106

    48. [48]

      Artyukhov, V. I.; Liu, Y. Y.; Yakobson, B. I. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 15136. doi: 10.1073/pnas.1207519109

    49. [49]

      Zhang, Z. H.; Liu, Y. Y.; Yang, Y.; Yakobson, B. I. Nano Lett. 2016, 16, 1398. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b04874

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  18
  • 文章访问数:  1614
  • HTML全文浏览量:  360
文章相关
  • 发布日期:  2019-06-15
  • 收稿日期:  2018-05-28
  • 接受日期:  2018-07-01
  • 修回日期:  2018-06-30
  • 网络出版日期:  2018-06-06
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章