科学家创造出稳定的硼磷纳米片：仅有两个原子厚，却比钢更坚固且用途更广

科学家创造了一种稳定的含有硼和氢原子的纳米片，在纳米电子学和量子信息技术方面有潜在的应用前景。

二维材料，是一种具有长度和宽度但只有1-2个原子厚度的奇异科学材料。它们为电子设备、太阳能电池、电池和医疗设备的设备性能提供了前所未有的提升。

美国能源部阿贡国家实验室的科学家们与西北大学和佛罗里达大学合作，在《科学》（Science）杂志上发表了一项关于一种名为硼罗芬（borophane）的二维材料的突破性研究。硼罗芬是一种只有两个原子厚度的硼和氢薄片。

近几十年来，材料科学最令人兴奋的发展之一是二维碳片(石墨烯)，它只有一个原子厚，强度是钢的200倍。一种类似的有前途的新材料是一种原子厚度的硼薄片，叫做硼烯（borophene）。一个多机构的团队，包括阿贡纳米材料中心(美国能源部科学用户设施办公室)的研究人员，在2015年首次合成了硼烯。

虽然石墨烯只是普通材料石墨中许多相同层中的一个原子层，但硼烯没有相同的母层结构，制备起来非常困难。此外，硼烯与空气的快速反应意味着它非常不稳定，容易发生变化。

但当研究人员们将硼苯与氢混合时，产品突然变得更加稳定，并且在新兴的纳米电子和量子信息技术领域使用时具有吸引力。

研究小组在银基上培养硼磷，然后将其与氢接触形成硼磷。然后，他们将扫描隧道显微镜与基于计算机视觉的算法相结合，将理论模拟结构与实验测量结果进行比较，从而解开了硼芬的复杂结构。计算机视觉是人工智能的一个分支，它训练高性能的计算机来解释和理解视觉世界。

值得一提的是，即使硼磷材料只有两个原子厚，它的结构也相当复杂，因为硼和氢原子有许多可能的排列。

纳米材料中心的纳米科学家Maria Chan表示：“我们已经解决了通过扫描隧道显微镜图像和原子尺度的计算建模来确定原子结构的重大挑战。”鉴于成功地解开了这个复杂的结构，该团队的自动分析技术将来应该可以应用于识别其他复杂的纳米结构。

这一研究结果中真正令人鼓舞的是，他们发现在银基底上的硼磷纳米片非常稳定，不像硼烯那样。“这意味着，在建造光电子新设备、将光与电子结合起来的设备时，它应该可以很容易地与其他材料集成。”这种光控和发光设备可以被应用到电信、医疗设备等领域。