Ova stranica koristi kolačiće (cookies) kako bi osigurala bolje korisničko iskustvo.
Više informacija možete pronaći u Izjavi o kolačićima.
2D sloj bora kao nanoskopska difrakcijska rešetka
Opsežno istraživanje 2D oblika bora – tj. borofena – na površini iridija objavljeno je u novom radu naših kolega iz SIMAT grupe s asistentom Sherifom Kamalom kao glavnim autorom. Studija, objavljena u časopisu ACS Applied Materials & Interfaces, naglašava nanomodulirana svojstva epitaksijalnog borofena koji se ponaša poput elektronske difrakcijske rešetke.
Unidirectional Nano-modulated Binding and Electron Scattering in Epitaxial Borophene
Sherif Kamal, Insung Seo, Pantelis Bampoulis, Matteo Jugovac, Carlo Alberto Brondin, Tevfik Onur Menteş, Iva Šarić Janković, Andrey V. Matetskiy, Paolo Moras, Polina M. Sheverdyaeva, Thomas Michely, Andrea Locatelli, Yoshihiro Gohda, Marko Kralj, and Marin Petrović, ACS Appl. Mater. Interfaces (2023). DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.3c14884
U svom najnovijem radu Sherif Kamal, Marko Kralj i Marin Petrović s Instituta za fiziku, zajedno s međunarodnim suradnicima (Tokyo Institute of Technology, Sveučilište Twente, Elettra sinkrotron, Sveučilište u Rijeci, Sveučilište u Kölnu), izvještavaju o kombiniranoj eksperimentalnoj i teorijskoj studiji strukturnih i elektronskih svojstava jednosloja atoma bora — tj. borofena — na Ir(111). Istraživanje otkriva značajnu nanoskopsku i jednodimenzionalnu modulaciju u borofenskom sloju zbog neuniformne interakcije između B i Ir atoma, kao što je otkriveno rendgenskom fotoelektronskom spektroskopijom (XPS) i mjerenjima pretražnim mikroskopom s tuneliranjem (STM) (vidi Sliku 1). Ova modulacija dovodi do prugaste strukture u borofenu, koja funkcionira kao nano-rešetka za difrakciju elektrona. Raspršenje elektrona inducirano ovom rešetkom rezultira stvaranjem repliciranih elektronskih vrpci detektiranih u fotoemisijskim spektrima borofen/Ir(111) sistema blizu Fermijeve površine (vidi Sliku 2). Atomski-tanka rešetka bora, iako je kemijski (re)aktivna i podložna modifikacijama na atomskoj razini, može se lako obnoviti odnosno očistiti kroz ciklus otapanja i segregacije bora, tijekom kojeg se atomi bora ponovno samosastavljaju u svježu borofensku mrežu na površini Ir(111) substrata.
Slika 1. XPS i STM podaci dobiveni nakon sinteze borofena na Ir(111). (a) B 1s spektri borofen/Ir uzorka snimljeni neposredno nakon sinteze borofena (dno), 11 i 22 sata nakon sinteze (sredina) i nakon zagrijavanja na 1100 °C (gore). Naznačene su različite komponente B 1s nivoa (B1…4). B1 i B2 komponente su potpisi varijabilne B-Ir interakcije. (b) STM topografija visoke rezolucije, koja otkriva prugastu strukturu borofenskog sloja, gdje d koji označava širinu jedne pruge. Zeleni paralelogram označava jediničnu ćeliju borofena. Gornji desni kut: teorijom funkcionala gustoće (DFT)-simulirana STM slika slobodnostojećeg borofena.
Rezultati naglašavaju mogućnost raspršenja elektrona pomoću 2D materijala i potiču daljnja istraživanja različitih polimorfa borofena kod kojih se mogu naći različiti fenomeni vezani uz superperiodičnost. Osim toga, studija pruža detaljan uvid u elektronsku strukturu epitaksijalnog borofena, što je ključno za unaprjeđenje aplikacija temeljenih na borofenu. Rad demonstrira jednostavnu metodu za izradu nanoskopskog sustava visokog stupnja uređenosti, sugerirajući njegovu potencijalnu upotrebu kao predloška za daljnju funkcionalizaciju i za implementaciju u složenije heterostrukture temeljene na 2D materijalima.
Slika 2. Podaci kutno razlučive fotoemisijske spektroskopije (ARPES) epitaksijalnog borofena na Ir(111). (a) Fermijeva površina, s označenom površinskom Brillouinovom zonom Ir(111) (bijeli pravilni šesterokut) i borofena (crveni izduženi šesterokut). Strelice ukazuju na replicirane vrpce inducirane borofenom i označavaju valne vektore replikacije q. (b) Mapa duž smjera M-Γ-K s naznačenim valnim vektorom replikacije q i površinskim stanjima iridija (Ir S1 I Ir S2).