Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි.ඔබ සීමිත CSS සහය ඇති බ්‍රවුසර අනුවාදයක් භාවිතා කරයි.හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන කළ බ්‍රවුසරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්‍රිය කරන්න).ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාසිතා සහ JavaScript නොමැතිව වෙබ් අඩවිය පෙන්වමු.
එක් ස්ලයිඩයකට ලිපි තුනක් පෙන්වන ස්ලයිඩර්.ස්ලයිඩ හරහා ගමන් කිරීමට පසුපස සහ ඊළඟ බොත්තම් භාවිතා කරන්න, එක් එක් විනිවිදක හරහා ගමන් කිරීමට අවසානයේ ඇති ස්ලයිඩ පාලක බොත්තම් භාවිතා කරන්න.
සන්නායක නොවන බෝරෝන් තුනී ස්ථර බෝරෝන බවට විද්‍යුත් රසායනික ස්ථරීකරණය පිළිබඳව වාර්තා කර ඇත.විද්‍යුත් සන්නයනය ප්‍රේරණය කරන සහ මෙම ශක්‍ය උපාය මාර්ගයෙන් බෝරෝන් නිෂ්පාදනය සඳහා අවකාශය විවෘත කරන ලෝහ දැලකට තොග බෝරෝන් ඇතුළත් කිරීමෙන් මෙම අද්විතීය බලපෑම ලබා ගත හැකිය.විවිධ විද්‍යුත් විච්ඡේදකවල සිදු කරන ලද අත්හදා බැලීම් ~ 3-6 nm ඝණකම සහිත විවිධ අවධිවල බෝරන් පෙති ලබා ගැනීම සඳහා ප්‍රබල මෙවලමක් සපයයි.බෝරෝන් විද්‍යුත් රසායනික තුරන් කිරීමේ යාන්ත්‍රණය ද අනාවරණය කර සාකච්ඡා කෙරේ.මේ අනුව, යෝජිත ක්‍රමය තුනී ස්ථර බර්ස් විශාල පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා නව මෙවලමක් ලෙස සේවය කළ හැකි අතර බර්ස් හා ඒවායේ විභව යෙදුම් සම්බන්ධ පර්යේෂණ සංවර්ධනය වේගවත් කරයි.
ද්විමාන (2D) ද්‍රව්‍ය මෑත වසරවලදී විද්‍යුත් සන්නායකතාවය හෝ කැපී පෙනෙන ක්‍රියාකාරී පෘෂ්ඨ වැනි අද්විතීය ගුණාංග හේතුවෙන් විශාල උනන්දුවක් ලබා ඇත.ග්‍රැෆීන් ද්‍රව්‍ය සංවර්ධනය අනෙකුත් 2D ද්‍රව්‍ය වෙත අවධානය යොමු කර ඇති බැවින් නව 2D ද්‍රව්‍ය පුළුල් ලෙස පර්යේෂණය කරමින් පවතී.සුප්‍රසිද්ධ ග්‍රැෆීන් වලට අමතරව, WS21, MoS22, MoSe3, සහ WSe4 වැනි සංක්‍රාන්ති ලෝහ ඩයිචල්කොජෙනයිඩ (TMD) ද මෑතකදී දැඩි ලෙස අධ්‍යයනය කර ඇත.ඉහත සඳහන් ද්‍රව්‍ය තිබියදීත්, ෂඩාස්‍රාකාර බෝරෝන් නයිට්‍රයිඩ් (hBN), කළු පොස්පරස් සහ මෑතකදී සාර්ථකව නිෂ්පාදනය කරන ලද බෝරෝනීන්.ඔවුන් අතර, ලාබාලතම ද්විමාන පද්ධති වලින් එකක් ලෙස බෝරෝන් වැඩි අවධානයක් දිනා ගත්තේය.එය ග්‍රැෆීන් මෙන් ස්ථර වී ඇති නමුත් එහි ඇනිසොට්‍රොපි, බහුරූපතාව සහ ස්ඵටික ව්‍යුහය හේතුවෙන් සිත් ඇදගන්නාසුළු ගුණාංග ප්‍රදර්ශනය කරයි.B12 icosahedron හි මූලික තැනුම් ඒකකය ලෙස තොග බෝරෝන් දිස්වේ, නමුත් B12 හි විවිධ සම්බන්ධ වීමේ සහ බන්ධන ක්‍රම මගින් විවිධ වර්ගයේ බෝරෝන් ස්ඵටික සෑදී ඇත.එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, බෝරෝන් කුට්ටි සාමාන්‍යයෙන් ග්‍රැෆීන් හෝ ග්‍රැෆයිට් වැනි ස්ථර නොවන අතර එය බෝරෝන් ලබා ගැනීමේ ක්‍රියාවලිය සංකීර්ණ කරයි.මීට අමතරව, බොරෝෆීන් වල බහුරූපී ආකාර (උදා, α, β, α1, pmmm) එය වඩාත් සංකීර්ණ කරයි5.සංස්ලේෂණය අතරතුර ලබා ගන්නා විවිධ අවධීන් හාරෝස් වල ගුණාංග වලට කෙලින්ම බලපායි.එබැවින්, විශාල පාර්ශ්වීය මානයන් සහ කුඩා ඝනකම සහිත ෆේස්-විශේෂිත බෝරෝසීන් ලබා ගැනීමට හැකි වන පරිදි කෘතිම ක්රම සංවර්ධනය කිරීම සඳහා දැනට ගැඹුරු අධ්යයනයක් අවශ්ය වේ.
2D ද්‍රව්‍ය සංස්ලේෂණය කිරීම සඳහා බොහෝ ක්‍රම පදනම් වී ඇත්තේ තොග ද්‍රව්‍ය ද්‍රාවකයක, සාමාන්‍යයෙන් කාබනික ද්‍රාවකයක තැන්පත් කර පැය කිහිපයක් සඳහා sonicated කරන sonochemical ක්‍රියාවලීන් මත ය.රන්ජන් et al.6 ඉහත විස්තර කර ඇති ක්‍රමය භාවිතා කරමින් තොග බෝරෝන් බෝරෝෆීන් බවට සාර්ථකව පිට කරන ලදී.ඔවුන් කාබනික ද්‍රාවක පරාසයක් (මෙතනෝල්, එතනෝල්, අයිසොප්‍රොපනෝල්, ඇසිටෝන්, ඩීඑම්එෆ්, ඩීඑම්එස්ඕ) අධ්‍යයනය කර විශාල හා තුනී බෝරෝන් පෙති ලබා ගැනීම සඳහා සොනිකේෂන් පිටකිරීම සරල ක්‍රමයක් බව පෙන්නුම් කළහ.මීට අමතරව, නවීකරණය කරන ලද හමර්ස් ක්‍රමය බෝරෝන් පිටකිරීම සඳහා ද භාවිතා කළ හැකි බව ඔවුහු පෙන්වා දුන්හ.ද්රව ස්තරීකරණය වෙනත් අය විසින් පෙන්නුම් කර ඇත: Lin et al.7 පහත් ස්ථරයේ β12-බෝරීන් තහඩු සංස්ලේෂණය කිරීමට ප්‍රභවයක් ලෙස ස්ඵටිකරූපී බෝරෝන් භාවිතා කළ අතර ඒවා තවදුරටත් බෝරීන් මත පදනම් වූ ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරි වල භාවිතා කරන ලදී, සහ Li et al.8 අඩු ස්ථර බෝරෝනීන් තහඩු නිරූපනය කර ඇත..එය sonochemical සංස්ලේෂණය මගින් ලබා ගත හැකි අතර සුපිරි ධාරිත්රක ඉලෙක්ට්රෝඩයක් ලෙස භාවිතා කළ හැක.කෙසේ වෙතත්, පරමාණුක ස්ථර තැන්පත් වීම (ALD) ද බෝරෝන් සඳහා පහළ සිට ඉහළට සංස්ලේෂණය කිරීමේ ක්‍රමයකි.Mannix et al.9 පරමාණුක පිරිසිදු රිදී ආධාරකයක් මත බෝරෝන් පරමාණු තැන්පත් කරන ලදී.මෙම ප්‍රවේශය මඟින් අති-පිරිසිදු බෝරෝනීන් තහඩු ලබා ගැනීමට හැකි වේ, කෙසේ වෙතත්, කටුක ක්‍රියාවලි තත්වයන් (අතිශයින් ඉහළ රික්තක) හේතුවෙන් රසායනාගාර පරිමාණයේ බෝරෝනීන් නිෂ්පාදනය දැඩි ලෙස සීමා වේ.එබැවින්, බෝරෝනීන් නිෂ්පාදනය සඳහා නව කාර්යක්ෂම උපාය මාර්ග සංවර්ධනය කිරීම, වර්ධන / ස්ථරීකරණ යාන්ත්‍රණය පැහැදිලි කිරීම සහ බහුරූපතාව, විද්‍යුත් සහ තාප හුවමාරුව වැනි එහි ගුණාංග පිළිබඳ නිවැරදි න්‍යායික විශ්ලේෂණයක් පැවැත්වීම ඉතා වැදගත් වේ.H. Liu et al.10 Cu(111) උපස්ථර මත බෝරෝන් වර්ධනයේ යාන්ත්‍රණය සාකච්ඡා කර පැහැදිලි කරන ලදී.බෝරෝන් පරමාණු ත්‍රිකෝණාකාර ඒකක මත පදනම්ව 2D ඝන පොකුරු සෑදීමට නැඹුරු වන අතර, පොකුරු ප්‍රමාණය වැඩි වීමත් සමඟ ගොඩනැගීමේ ශක්තිය ක්‍රමයෙන් අඩු වන අතර, තඹ උපස්ථර මත 2D බෝරෝන් පොකුරු දින නියමයක් නොමැතිව වර්ධනය විය හැකි බව යෝජනා කරයි.ද්විමාන බෝරෝන් තහඩු පිළිබඳ වඩාත් සවිස්තරාත්මක විශ්ලේෂණයක් D. Li et al විසින් ඉදිරිපත් කරනු ලැබේ.11, විවිධ උපස්ථර විස්තර කර ඇති අතර හැකි යෙදුම් සාකච්ඡා කෙරේ.න්‍යායාත්මක ගණනය කිරීම් සහ පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල අතර යම් යම් විෂමතා ඇති බව පැහැදිලිව පෙන්වා දී ඇත.එබැවින්, බෝරෝන් වර්ධනයේ ගුණාංග සහ යාන්ත්රණ සම්පූර්ණයෙන්ම අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා න්යායික ගණනය කිරීම් අවශ්ය වේ.මෙම ඉලක්කය සපුරා ගැනීම සඳහා එක් මාර්ගයක් වන්නේ බෝරෝන් ඉවත් කිරීම සඳහා සරල ඇලවුම් පටියක් භාවිතා කිරීමයි, නමුත් මූලික ගුණාංග විමර්ශනය කිරීමට සහ එහි ප්‍රායෝගික යෙදුම වෙනස් කිරීමට මෙය තවමත් කුඩා වැඩිය.
විශාල ද්‍රව්‍ය වලින් 2D ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමේ ඉංජිනේරු ක්‍රමයක් නම් විද්‍යුත් රසායනික පීල් කිරීමයි.මෙහි එක් ඉලෙක්ට්රෝඩයක් තොග ද්රව්ය වලින් සමන්විත වේ.සාමාන්‍යයෙන්, විද්‍යුත් රසායනික ක්‍රම මගින් සාමාන්‍යයෙන් පිට කරන සංයෝග ඉතා සන්නායක වේ.ඒවා සම්පීඩිත කූරු හෝ ටැබ්ලට් ආකාරයෙන් ලබා ගත හැකිය.ග්‍රැෆයිට් එහි ඇති අධික විද්‍යුත් සන්නායකතාවය නිසා මේ ආකාරයෙන් සාර්ථකව පිටකිරීම කළ හැක.Achi සහ ඔහුගේ කණ්ඩායම14 විසින් මිනිරන් කූරු ප්‍රමාණයෙන් ද්‍රව්‍ය දිරාපත් වීම වැළැක්වීම සඳහා භාවිතා කරන පටලයක් ඉදිරියේ මිනිරන් දඬු පීඩන මිනිරන් බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් මිනිරන් පිටකිරීම සාර්ථකව සිදු කර ඇත.අනෙකුත් විශාල ලැමිෙන්ට් සාර්ථක ලෙස පිටකිරීම සිදු කරනු ලබන්නේ ඒ ආකාරයටම ය, උදාහරණයක් ලෙස, Janus15 විද්‍යුත් රසායනික විජලනය භාවිතයෙන්.ඒ හා සමානව, ස්ථර කළු පොස්පරස් විද්‍යුත් රසායනිකව ස්ථරීකරණය වී ඇති අතර, ආම්ලික විද්‍යුත් විච්ඡේදක අයන යොදන වෝල්ටීයතාව හේතුවෙන් ස්ථර අතර අවකාශයට විසරණය වේ.අවාසනාවකට මෙන්, තොග ද්‍රව්‍යයේ අඩු විද්‍යුත් සන්නායකතාවය හේතුවෙන් බෝරෝන් බෝරෝෆීන් බවට ස්තරීකරණයට සරලව යෙදිය නොහැක.නමුත් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් ලෙස භාවිතා කිරීම සඳහා ලිහිල් බෝරෝන් කුඩු ලෝහ දැලක (නිකල්-නිකල් හෝ තඹ-තඹ) ඇතුළත් කළහොත් කුමක් සිදුවේද?විද්‍යුත් සන්නායක ස්ථර පද්ධතියක් ලෙස තවදුරටත් විද්‍යුත් රසායනිකව බෙදිය හැකි බෝරෝන්හි සන්නායකතාවය ඇති කළ හැකිද?සංවර්ධිත පහත් ස්ථර බෝරෝනීන්හි අදියර කුමක්ද?
මෙම අධ්‍යයනයේ දී, අපි මෙම ප්‍රශ්නවලට පිළිතුරු සපයන අතර රූප සටහන 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි තුනී බර්ස් සෑදීම සඳහා මෙම සරල උපාය මාර්ගය නව සාමාන්‍ය ප්‍රවේශයක් සපයන බව පෙන්නුම් කරමු.
ලිතියම් ක්ලෝරයිඩ් (LiCl, 99.0%, CAS: 7447-41-8) සහ බෝරෝන් කුඩු (B, CAS: 7440-42-8) Sigma Aldrich (USA) වෙතින් මිලදී ගන්නා ලදී.චෙම්පූර් (පෝලන්තය) වෙතින් සපයන ලද සෝඩියම් සල්ෆේට් (Na2SO4, ≥ 99.0%, CAS: 7757-82-6).Karpinex (පෝලන්තය) සිට Dimethyl sulfoxide (DMSO, CAS: 67-68-5) භාවිතා කරන ලදී.
පරමාණුක බල අන්වීක්ෂය (AFM MultiMode 8 (Bruker)) ස්ථර ද්‍රව්‍යයේ ඝණකම සහ දැලිස් ප්‍රමාණය පිළිබඳ තොරතුරු සපයයි.අධි විභේදන සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (HR-TEM) 200 kV ත්වරණ වෝල්ටීයතාවයකින් FEI Tecnai F20 අන්වීක්ෂයක් භාවිතයෙන් සිදු කරන ලදී.පරමාණුක අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂය (AAS) විශ්ලේෂණය Hitachi Zeeman ධ්‍රැවීකරණය කරන ලද පරමාණු අවශෝෂණ වර්ණාවලීක්ෂයක් සහ විද්‍යුත් රසායනික පිටකිරීමේදී ද්‍රාවණයට ලෝහ අයන සංක්‍රමණය වීම තීරණය කිරීම සඳහා ගිනි නියුබියුලයිසර් භාවිතයෙන් සිදු කරන ලදී.තොග බෝරෝන්හි සීටා විභවය මනිනු ලබන අතර තොග බෝරෝනයේ මතුපිට විභවය තීරණය කිරීම සඳහා Zeta Sizer (ZS Nano ZEN 3600, Malvern) මත සිදු කරන ලදී.සාම්පල මතුපිට රසායනික සංයුතිය සහ සාපේක්ෂ පරමාණුක ප්‍රතිශතයන් X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) මගින් අධ්‍යයනය කරන ලදී.PREVAC පද්ධතියේ (පෝලන්තය) Mg Ka විකිරණ (hν = 1253.6 eV) භාවිතයෙන් මිනුම් සිදු කරන ලදී Scienta SES 2002 ඉලෙක්ට්‍රෝන බලශක්ති විශ්ලේෂකය (ස්වීඩනය) නියත සම්ප්‍රේෂණය වන ශක්තියකින් ක්‍රියා කරයි (Ep = 50 eV).විශ්ලේෂණ කුටිය 5×10-9 mbar ට අඩු පීඩනයකට ඉවත් කරනු ලැබේ.
සාමාන්‍යයෙන්, නොමිලේ ගලා යන බෝරෝන් කුඩු ග්‍රෑම් 0.1 ක් ප්‍රථමයෙන් හයිඩ්‍රොලික් මුද්‍රණ යන්ත්‍රයක් භාවිතයෙන් ලෝහ දැල් තැටියකට (නිකල් හෝ තඹ) තද කරනු ලැබේ.තැටියේ විෂ්කම්භය 15 මි.මී.සකස් කරන ලද තැටි ඉලෙක්ට්රෝඩ ලෙස භාවිතා වේ.විද්‍යුත් විච්ඡේදක වර්ග දෙකක් භාවිතා කරන ලදී: (i) DMSO හි 1 M LiCl සහ (ii) ඩියෝනීකරණය කළ ජලයේ 1 M Na2SO4.ප්ලැටිනම් වයරයක් සහායක ඉලෙක්ට්රෝඩයක් ලෙස භාවිතා කරන ලදී.වැඩපොළේ ක්‍රමානුරූප රූප සටහන රූප සටහන 1 හි පෙන්වා ඇත. විද්‍යුත් රසායනික ඉරීමේදී, කැතෝඩය සහ ඇනෝඩය අතර දී ඇති ධාරාවක් (1 A, 0.5 A, හෝ 0.1 A) යොදනු ලැබේ.එක් එක් අත්හදා බැලීමේ කාලය පැය 1 කි.ඊට පසු, අධි ප්‍රවාහය එකතු කර, 5000 rpm හි කේන්ද්‍රාපසාරී කර කිහිප වතාවක් (3-5 වාරයක්) ඩියෝනීකරණය කළ ජලයෙන් සෝදා ඇත.
ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර කාලය සහ දුර වැනි විවිධ පරාමිතීන්, විද්යුත් රසායනික වෙන් කිරීමේ අවසාන නිෂ්පාදනයේ රූප විද්යාවට බලපායි.මෙහිදී අපි විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ බලපෑම, ව්‍යවහාරික ධාරාව (1 A, 0.5 A සහ ​​0.1 A; වෝල්ටීයතා 30 V) සහ ලෝහ ජාලයේ වර්ගය (I බලපෑමේ ප්‍රමාණය අනුව) පරීක්ෂා කරමු.විවිධ විද්‍යුත් විච්ඡේදක දෙකක් පරීක්‍ෂා කරන ලදී: (i) ඩයිමෙතිල් සල්ෆොක්සයිඩ් (DMSO) හි 1 M ලිතියම් ක්ලෝරයිඩ් (LiCl) සහ (ii) 1 M සෝඩියම් සල්ෆේට් (Na2SO4) ඩියෝනීකරණය කරන ලද (DI) ජලයේ.පළමුවැන්න නම්, ලිතියම් කැටායන (Li+) ක්‍රියාවලියේදී සෘණ ආරෝපණයක් සමඟ සම්බන්ධ වන බෝරෝන් බවට අන්තර් සම්බන්ධිත වේ.අවසාන අවස්ථාවේ දී, සල්ෆේට් ඇනායන (SO42-) ධන ආරෝපිත බෝරෝනයක් බවට අන්තර් සම්බන්ධිත වේ.
මුලදී, ඉහත විද්‍යුත් විච්ඡේදකවල ක්‍රියාව 1 A ධාරාවකින් පෙන්නුම් කරන ලදී. මෙම ක්‍රියාවලිය පිළිවෙලින් ලෝහ ජාලක වර්ග දෙකක් (Ni සහ Cu) සමඟ පැය 1 ක් ගත විය.රූප සටහන 2 මගින් ලැබෙන ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුක බල අන්වීක්ෂ (AFM) රූපයක් පෙන්වන අතර, අනුරූප උස පැතිකඩ රූප සටහන S1 හි පෙන්වා ඇත.මීට අමතරව, එක් එක් අත්හදා බැලීමේ දී සාදන ලද පියලිවල උස සහ මානයන් වගුව 1 හි දක්වා ඇත. පෙනෙන විදිහට, Na2SO4 ඉලෙක්ට්‍රෝලය ලෙස භාවිතා කරන විට, තඹ ජාලයක් භාවිතා කරන විට පෙතිවල ඝණකම බෙහෙවින් අඩු වේ.නිකල් වාහකයක් ඉදිරියේ ගැලවී ගිය පෙති හා සසඳන විට ඝනකම 5 ගුණයකින් පමණ අඩු වේ.සිත්ගන්නා කරුණ නම්, පරිමාණයේ ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තිය සමාන විය.කෙසේ වෙතත්, LiCl/DMSO ලෝහ දැල් දෙකම භාවිතා කරමින් පිටකිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී ඵලදායි වූ අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බෝරෝසීන් ස්ථර 5-15 ක්, අනෙකුත් පිටකිරීමේ තරලවලට සමාන වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස borocene7,8 ස්ථර කිහිපයක් ඇති විය.එබැවින්, වැඩිදුර අධ්‍යයනයන් මගින් මෙම විද්‍යුත් විච්ඡේදකයෙහි ස්තරීකරණය කරන ලද සාම්පලවල සවිස්තරාත්මක ව්‍යුහය අනාවරණය කරනු ඇත.
A Cu_Li+_1 A, B Cu_SO42−_1 A, C Ni_Li+_1 A, සහ D Ni_SO42−_1 A වලට විද්‍යුත් රසායනික විඛාදනය කිරීමෙන් පසු බෝරෝසීන් පත්‍රවල AFM රූප.
සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (TEM) භාවිතයෙන් විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී.රූප සටහන 3 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, බෝරෝන්හි තොග ව්‍යුහය ස්ඵටික වන අතර, බෝරෝන් සහ ස්ථර බෝරෝන් යන දෙකෙහිම TEM රූප මෙන්ම අනුරූප වේගවත් ෆූරියර් ට්‍රාන්ස්ෆෝම් (FFT) සහ පසුව තෝරාගත් ප්‍රදේශ ඉලෙක්ට්‍රෝන විවර්තන (SAED) රටා මගින් සාක්ෂි දරයි.ඩීලමිනේෂන් ක්‍රියාවලියෙන් පසු සාම්පල අතර ඇති ප්‍රධාන වෙනස්කම් TEM රූපවල පහසුවෙන් දැකගත හැකිය, එහිදී d-අතර තියුණු වන අතර දුර ඉතා කෙටි වේ (0.35-0.9 nm; වගුව S2).තඹ දැල මත සාදන ලද සාම්පල බෝරෝන්8 හි β-රොම්බෝහෙඩ්‍රල් ව්‍යුහයට ගැළපෙන අතර, නිකල් භාවිතයෙන් සාදන ලද සාම්පලදැලක්දැලිස් පරාමිතිවල න්‍යායාත්මක අනාවැකි වලට ගැලපේ: β12 සහ χ317.මෙමගින් ඔප්පු වූයේ බෝරෝසීන් වල ව්‍යුහය ස්ඵටික වන නමුත් පිටකිරීමේදී ඝනකම සහ ස්ඵටික ව්‍යුහය වෙනස් වීමයි.කෙසේ වෙතත්, එය පැහැදිලිවම පෙන්නුම් කරන්නේ භාවිතා කරන ලද ජාලකයේ (Cu හෝ Ni) ප්රතිඵලය වන බෝරේන්හි ස්ඵටිකතාවය මත යැපීමයි.Cu හෝ Ni සඳහා, එය පිළිවෙලින් තනි-ස්ඵටික හෝ බහු ස්ඵටික විය හැක.ස්ඵටික වෙනස් කිරීම් වෙනත් පිටකිරීමේ ශිල්පීය ක්‍රමවලද සොයාගෙන ඇත18,19.අපගේ නඩුවේදී, පියවර d සහ අවසාන ව්‍යුහය දැඩි ලෙස රඳා පවතින්නේ භාවිතා කරන ලද ජාලක වර්ගය මත ය (Ni, Cu).SAED රටා වල සැලකිය යුතු වෙනස්කම් සොයා ගත හැකි අතර, අපගේ ක්‍රමය වඩාත් ඒකාකාර ස්ඵටික ව්‍යුහයන් සෑදීමට හේතු වන බව යෝජනා කරයි.මීට අමතරව, මූලද්‍රව්‍ය සිතියම්ගත කිරීම (EDX) සහ STEM ප්‍රතිබිම්බය මගින් සාදන ලද 2D ද්‍රව්‍ය බෝරෝන් මූලද්‍රව්‍යයෙන් සමන්විත බව ඔප්පු විය (රූපය S5).කෙසේ වෙතත්, ව්යුහය පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් සඳහා, කෘතිම බෝරෝෆීනවල ගුණ පිළිබඳ වැඩිදුර අධ්යයන අවශ්ය වේ.විශේෂයෙන්, ද්‍රව්‍යයේ ස්ථායීතාවය සහ එහි උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරිත්වය 20,21,22 සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බැවින්, බෝරන් දාර විශ්ලේෂණය දිගටම කරගෙන යා යුතුය.
තොග බෝරෝන් A, B Cu_Li+_1 A සහ ​​C Ni_Li+_1 A හි TEM රූප සහ අනුරූප SAED රටා (A', B', C');TEM රූපයට වේගවත් ෆූරියර් පරිවර්තන (FFT) ඇතුළත් කිරීම.
බෝරීන් සාම්පලවල ඔක්සිකරණ මට්ටම තීරණය කිරීම සඳහා X-ray ඡායාරූප ඉලෙක්ට්‍රෝන වර්ණාවලීක්ෂය (XPS) සිදු කරන ලදී.බෝරෝෆීන් සාම්පල රත් කිරීමේදී බෝරෝන්-බෝරෝන් අනුපාතය 6.97% සිට 28.13% දක්වා වැඩි විය (වගුව S3).මේ අතර, බෝරෝන් සබොක්සයිඩ් (BO) බන්ධන අඩු කිරීම ප්‍රධාන වශයෙන් සිදු වන්නේ මතුපිට ඔක්සයිඩ වෙන් කිරීම සහ සාම්පලවල වැඩි B2O3 ප්‍රමාණයකින් පෙන්නුම් කරන පරිදි බෝරෝන් සබොක්සයිඩ් B2O3 බවට පරිවර්තනය වීම හේතුවෙනි.අත්තික්කා මත.S8 මගින් රත් කිරීමේදී බෝරෝන් සහ ඔක්සයිඩ් මූලද්‍රව්‍යවල බන්ධන අනුපාතයේ වෙනස්කම් පෙන්වයි.සමස්ත වර්ණාවලිය රූපයේ දැක්වේ.S7.පරීක්ෂණවලින් පෙන්නුම් කළේ උෂ්ණත්වයට පෙර 1: 1 සහ රත් වූ පසු 1.5: 1 අනුපාතයකින් බෝරෝන් මතුපිට ඔක්සිකරණය වූ බවයි.XPS පිළිබඳ වඩාත් සවිස්තරාත්මක විස්තරයක් සඳහා, පරිපූරක තොරතුරු බලන්න.
විද්‍යුත් රසායනික වෙන් කිරීමේදී ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අතර යොදන ධාරාවේ බලපෑම පරීක්ෂා කිරීම සඳහා පසුකාලීන අත්හදා බැලීම් සිදු කරන ලදී.LiCl/DMSO හි පිළිවෙලින් 0.5 A සහ ​​0.1 A ධාරා වලදී පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී.AFM අධ්‍යයනවල ප්‍රතිඵල රූප සටහන 4 හි පෙන්වා ඇති අතර, අනුරූප උස පැතිකඩයන් Fig.S2 සහ S3.0.5 A හි අත්හදා බැලීම් වලදී borophene monolayer එකක ඝනකම 0.4 nm,12,23 පමණ වන බව සහ තඹ ග්‍රිඩ් එකක් තිබීම සලකන විට, සිහින්ම පෙති 0.6-2.5 μm පමණ වන පාර්ශ්වික මානයන් සහිත 5-11 borophene ස්ථරවලට අනුරූප වේ.ඊට අමතරව, අත්හදා බැලීම් වලදීනිකල්ජාලක, අතිශය කුඩා ඝනකම ව්යාප්තිය (4.82-5.27 nm) සහිත පෙති ලබා ගන්නා ලදී.සිත්ගන්නා කරුණ නම්, sonochemical ක්රම මගින් ලබා ගන්නා ලද බෝරෝන් පෙති 1.32-2.32 nm7 හෝ 1.8-4.7 nm8 පරාසයේ සමාන තල ප්රමාණ ඇත.මීට අමතරව, Achi et al විසින් යෝජනා කරන ලද ග්‍රැෆීන්හි විද්‍යුත් රසායනික පිටකිරීම.14 ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විශාල පෙති (>30 µm) ඇති විය, එය ආරම්භක ද්‍රව්‍යයේ ප්‍රමාණයට සම්බන්ධ විය හැක.කෙසේ වෙතත්, ග්රැෆීන් පෙති 2-7 nm ඝන වේ.ව්‍යවහාරික ධාරාව 1 A සිට 0.1 A දක්වා අඩු කිරීමෙන් වඩාත් ඒකාකාර ප්‍රමාණයේ සහ උසකින් යුත් පියලි ලබා ගත හැක. මේ අනුව, 2D ද්‍රව්‍යවල මෙම ප්‍රධාන වයනය පරාමිතිය පාලනය කිරීම සරල උපාය මාර්ගයකි.0.1 A ධාරාවක් සහිත නිකල් ජාලයක් මත සිදු කරන ලද අත්හදා බැලීම් සාර්ථක නොවූ බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය.මෙයට හේතුව තඹ හා සසඳන විට නිකල් වල අඩු විද්‍යුත් සන්නායකතාවය සහ බෝරෝෆීන් සෑදීමට අවශ්‍ය ශක්තිය ප්‍රමාණවත් නොවීමයි.Cu_Li+_0.5 A, Cu_Li+_0.1 A, Cu_SO42-_1 A, Ni_Li-_0.5 A සහ ​​Ni_SO42-_1 A හි TEM විශ්ලේෂණය පිළිවෙලින් S3 සහ S4 රූපයේ දැක්වේ.
AFM රූපකරණයෙන් පසුව විද්‍යුත් රසායනික ඉවත් කිරීම.(A) Cu_Li+_1A, (B) Cu_Li+_0.5A, (C) Cu_Li+_0.1A, (D) Ni_Li+_1A, (E) Ni_Li+_0.5A.
මෙහිදී අපි තුනී ස්ථර අභ්‍යාස බවට තොග සරඹයක් ස්ථරීකරණය කිරීම සඳහා හැකි යාන්ත්‍රණයක් ද යෝජනා කරමු (රූපය 5).මුලදී, ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සන්නායකතාවය ඇති කිරීම සඳහා තොග බර් Cu/Ni ජාලයට තද කරන ලද අතර, එය සහායක ඉලෙක්ට්‍රෝඩය (Pt වයර්) සහ ක්‍රියාකාරී ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අතර වෝල්ටීයතාවයක් සාර්ථකව යොදන ලදී.මෙමගින් අයන වලට ඉලෙක්ට්‍රෝලය හරහා සංක්‍රමණය වීමට සහ භාවිතා කරන ඉලෙක්ට්‍රෝලය මත පදනම්ව කැතෝඩ/ඇනෝඩ ද්‍රව්‍ය තුළ තැන්පත් වීමට ඉඩ සලසයි.AAS විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ මෙම ක්‍රියාවලියේදී ලෝහ දැලෙන් අයන මුදා නොහරින බවයි (පරිපූරක තොරතුරු බලන්න).විද්‍යුත් විච්ඡේදකයෙන් අයන පමණක් බෝරෝන් ව්‍යුහයට විනිවිද යා හැකි බව පෙන්නුම් කළේය.මෙම ක්‍රියාවලියේදී භාවිතා වන තොග වානිජ බෝරෝනය බොහෝ විට "අමෝර්ෆස් බෝරෝන්" ලෙස හඳුන්වනු ලබන්නේ එහි ප්‍රාථමික සෛල ඒකක අහඹු ලෙස ව්‍යාප්ත වීම නිසා වන icosahedral B12, එය 1000 ° C දක්වා රත් කර β-rhombohedral ව්‍යුහයක් සෑදීමට (රූපය S6) 25දත්ත වලට අනුව, ලිතියම් කැටායන ප්‍රථම අදියරේදී බෝරෝන් ව්‍යුහයට පහසුවෙන් හඳුන්වා දී B12 බැටරියේ කොටස් ඉරා දමා අවසානයේ β-rhombohedra, β12 හෝ χ3 වැනි ඉහළ ඇණවුම් ව්‍යුහයක් සහිත ද්විමාන බෝරෝනීන් ව්‍යුහයක් සාදයි. , යොදන ධාරාව මත පදනම්ව සහදැලක්ද්රව්ය.තොග බෝරෝන් වලට Li+ සම්බන්ධය සහ delamination ක්‍රියාවලියේ එහි ප්‍රධාන භූමිකාව හෙළිදරව් කිරීම සඳහා, එහි zeta විභවය (ZP) -38 ± 3.5 mV ලෙස මනිනු ලැබිණි (පරිපූරක තොරතුරු බලන්න) .තොග බෝරෝන් සඳහා සෘණ ZP අගය පෙන්නුම් කරන්නේ ධන ලිතියම් කැටායන අන්තර් සම්බන්ධ කිරීම මෙම අධ්‍යයනයේ දී භාවිතා කරන අනෙකුත් අයන වලට වඩා කාර්යක්ෂම වන බවයි (SO42- වැනි).මෙය ද Li+ වඩාත් කාර්යක්ෂමව බෝරෝන් ව්‍යුහයට විනිවිද යාම පැහැදිලි කරයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වඩාත් කාර්යක්ෂම විද්‍යුත් රසායනික ඉවත් කිරීම සිදුවේ.
මේ අනුව, Li+/DMSO සහ SO42-/H2O ද්‍රාවණවල Cu/Ni ග්‍රිඩ් භාවිතයෙන් බෝරෝන්හි විද්‍යුත් රසායනික ස්තරීකරණය මගින් අඩු ස්ථර බෝරෝන ලබා ගැනීම සඳහා අපි නව ක්‍රමයක් සකස් කර ඇත.එය යොදන ධාරාව සහ භාවිතා කරන ජාලකය අනුව විවිධ අවස්ථා වලදී ප්‍රතිදානය ලබා දෙන බව පෙනේ.පිටකිරීමේ ක්‍රියාවලියේ යාන්ත්‍රණය ද යෝජනා කර සාකච්ඡා කෙරේ.බෝරෝන් වාහකයක් ලෙස සුදුසු ලෝහ දැලක් තෝරාගැනීමෙන් සහ මූලික පර්යේෂණ හෝ ප්‍රායෝගික යෙදීම් වලදී තවදුරටත් භාවිතා කළ හැකි ව්‍යවහාරික ධාරාව ප්‍රශස්ත කිරීම මගින් ගුණාත්මක පාලනයකින් යුත් අඩු ස්ථර බෝරෝනීන් පහසුවෙන් නිපදවිය හැකි බව නිගමනය කළ හැක.වඩාත් වැදගත් දෙය නම්, මෙය බෝරෝන් විද්‍යුත් රසායනික ස්ථරීකරණයේ පළමු සාර්ථක උත්සාහයයි.මෙම මාර්ගය සාමාන්‍යයෙන් සන්නායක නොවන ද්‍රව්‍ය ද්විමාන ආකාරවලට ඉවත් කිරීමට භාවිතා කළ හැකි බව විශ්වාස කෙරේ.කෙසේ වෙතත්, සංස්ලේෂණය කරන ලද අඩු ස්ථර බර්ස් වල ව්යුහය සහ ගුණාංග පිළිබඳ වඩා හොඳ අවබෝධයක් මෙන්ම අතිරේක පර්යේෂණ අවශ්ය වේ.
වත්මන් අධ්‍යයනය අතරතුර නිර්මාණය කරන ලද සහ/හෝ විශ්ලේෂණය කරන ලද දත්ත කට්ටල RepOD ගබඩාව, https://doi.org/10.18150/X5LWAN වෙතින් ලබා ගත හැකිය.
Desai, JA, Adhikari, N. සහ Kaul, AB Semiconductor WS2 පීල් රසායනික කාර්යක්ෂමතාව සහ ආකලන ලෙස නිපදවන ලද graphene-WS2-graphene heterostructured photodiodes වල එහි යෙදීම.RSC අත්තිකාරම් 9, 25805–25816.https://doi.org/10.1039/C9RA03644J (2019).
Li, L. et al.විද්යුත් ක්ෂේත්රයක ක්රියාකාරිත්වය යටතේ MoS2 delamination.J. මිශ්ර ලෝහ.සසඳන්න.862, 158551. https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2020.158551 (2021).
චෙන්, X. et al.කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ඉහළ ක්‍රියාකාරී NO2 ගෑස් සංවේදකය සඳහා ද්‍රව-අදියර ස්ථර 2D MoSe2 නැනෝෂීට්.නැනෝ තාක්ෂණය 30, 445503. https://doi.org/10.1088/1361-6528/AB35EC (2019).
යුවාන්, එල්. සහ අල්.මහා පරිමාණ 2D ද්රව්යවල ගුණාත්මක යාන්ත්රික delamination සඳහා විශ්වසනීය ක්රමයක්.AIP අත්තිකාරම් 6, 125201. https://doi.org/10.1063/1.4967967 (2016).
ඕ, එම්. සහ අල්.බෝරෝන් වල මතුවීම හා පරිණාමය.උසස් විද්යාව.8, 2001 801. https://doi.org/10.1002/ADVS.202001801 (2021).
රන්ජන්, පී.තනි හාරෝ සහ ඔවුන්ගේ දෙමුහුන්.උසස් අල්මා මාතෘ.31:1-8.https://doi.org/10.1002/adma.201900353 (2019).
Lin, H. et al.ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරි සඳහා කාර්යක්ෂම විද්‍යුත් උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස β12-බෝරීන් වල ජාලගත අඩු-ස්ථර තනි වේෆර් විශාල පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීම.SAU නැනෝ 15, 17327-17336.https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04961 (2021).
ලී, එච්. සහ අල්.අඩු ස්ථර බෝරෝන් තහඩු මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනය සහ ද්රව අදියර වෙන් කිරීම මගින් ඔවුන්ගේ විශිෂ්ට සුපිරි ධාරිතාව කාර්ය සාධනය.SAU නැනෝ 12, 1262-1272.https://doi.org/10.1021/acsnano.7b07444 (2018).
Mannix, AJ බෝරෝන් සංශ්ලේෂණය: ඇනිසොට්‍රොපික් ද්විමාන බෝරෝන් බහුරූපී.විද්‍යාව 350 (2015), 1513-1516.https://doi.org/10.1126/science.aad1080 (1979).
Liu H., Gao J., සහ Zhao J. Cu(111) පෘෂ්ඨ මත බෝරෝන් පොකුරු සිට 2D බෝරෝන් තහඩු දක්වා: වර්ධන යාන්ත්‍රණය සහ සිදුරු සෑදීම.විද්යාව.වාර්තාව 3, 1–9.https://doi.org/10.1038/srep03238 (2013).
ලී, ඩී සහ අල්.ද්විමාන බෝරෝන් තහඩු: ව්යුහය, වර්ධනය, ඉලෙක්ට්රොනික සහ තාප ප්රවාහක ගුණාංග.විස්තීරණ හැකියාවන්.alma mater.30, 1904349. https://doi.org/10.1002/adfm.201904349 (2020).
Chahal, S. et al.ක්ෂුද්ර යාන්ත්ර විද්යාව මගින් Boren exfoliates.උසස් අල්මා මාතෘ.2102039(33), 1-13.https://doi.org/10.1002/adma.202102039 (2021).
Liu, F. et al.විද්‍යුත් රසායනික පිටකිරීම් මගින් ග්‍රැෆීන් ද්‍රව්‍ය සංශ්ලේෂණය: මෑත ප්‍රගතිය සහ අනාගත විභවය.කාබන් බලශක්ති 1, 173-199.https://doi.org/10.1002/CEY2.14 (2019).
Achi, TS et al.විද්‍යුත් රසායනික ස්තරීකරණය භාවිතයෙන් සම්පීඩිත මිනිරන් වලින් නිපදවන පරිමාණය කළ හැකි, ඉහළ අස්වැන්නක් සහිත ග්‍රැෆීන් නැනෝෂීට්.විද්යාව.වාර්තාව 8(1), 8. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32741-3 (2018).
Fang, Y. et al.ද්විමාන ද්‍රව්‍යවල ජානස් විද්‍යුත් රසායනික විමෝචනය.ජේ. අල්මා මේටර්.රසායනික.A. 7, 25691–25711.https://doi.org/10.1039/c9ta10487a (2019).
Ambrosi A., Sofer Z. සහ Pumera M. ස්තර සහිත කළු පොස්පරස් පොස්පරීන් වෙත විද්‍යුත් රසායනික විමෝචනය කිරීම.ඇන්ජි.රසායනික.129, 10579–10581.https://doi.org/10.1002/ange.201705071 (2017).
Feng, B. et al.ද්විමාන බෝරෝන් පත්රයක් පර්යේෂණාත්මකව ක්රියාත්මක කිරීම.ජාතික රසායනික.8, 563-568.https://doi.org/10.1038/nchem.2491 (2016).
Xie Z. et al.ද්විමාන බෝරෝනීන්: ගුණාංග, සකස් කිරීම සහ පොරොන්දු වූ යෙදුම්.පර්යේෂණ 2020, 1-23.https://doi.org/10.34133/2020/2624617 (2020).
Gee, X. et al.රූප මඟ පෙන්වන බහුමාධ්‍ය පිළිකා ප්‍රතිකාරය සඳහා අතිශය තුනී ද්විමාන බෝරෝන් නැනෝෂීට් වල නව ඉහළ-පහළ සංශ්ලේෂණය.උසස් අල්මා මාතෘ.30, 1803031. https://doi.org/10.1002/ADMA.201803031 (2018).
Chang, Y., Zhai, P., Hou, J., Zhao, J., and Gao, J. Superior HER සහ OER defect-engineered PtSe 2 හි සෙලේනියම් පුරප්පාඩුවල උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරිත්වය: සමාකරණයේ සිට අත්හදා බැලීම දක්වා.උසස් ශක්තියේ ඇල්මා මැටර්.12, 2102359. https://doi.org/10.1002/aenm.202102359 (2022).
Li, S. et al.අද්විතීය දාර ප්‍රතිනිර්මාණය මගින් ෆොස්ෆොරීන් නැනෝරිබන් වල එජ් ඉලෙක්ට්‍රොනික සහ ෆොනොන් තත්ත්‍වයන් ඉවත් කිරීම.අවුරුදු 18 බාල, 2105130. https://doi.org/10.1002/smll.202105130 (2022).
Zhang, Yu, et al.රැලි සහිත α-අදියර ඒකස්ථරවල විශ්ව සිග්සැග් ප්‍රතිනිර්මාණය සහ ඒවායේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ශක්තිමත් අවකාශ ආරෝපණ වෙන් කිරීම.නැනෝලට්.21, 8095-8102.https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02461 (2021).
ලී, ඩබ්ලිව් සහ අල්.පැණි වද බෝරෝනීන් පර්යේෂණාත්මකව ක්‍රියාත්මක කිරීම.විද්යාව.ගොනා.63, 282-286.https://doi.org/10.1016/J.SCIB.2018.02.006 (2018).
Taherian, R. සන්නායකතා න්යාය, සන්නායකතාව.බහුඅවයව පදනම් වූ සංයුක්තවල: අත්හදා බැලීම්, ආකෘති නිර්මාණය සහ යෙදුම් (කෞසර්, ඒ. එඩ්.) 1–18 (එල්සෙවියර්, ඇම්ස්ටර්ඩෑම්, 2019).https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812541-0.00001-X.
Gillespie, JS, Talley, P., Line, LE, Overman, KD, Synthesis, B., Kohn, JAWF, Nye, GK, Gole, E., Laubengayer, V., Hurd, DT, Newkirk, AE, Hoard, JL, Johnston, HLN, Hersh, EC Kerr, J., Rossini, FD, Wagman, DD, Evans, WH, Levine, S., Jaffee, I. Newkirk සහ boranes.එකතු කරන්න.රසායනය.සර්.65, 1112. https://pubs.acs.org/sharingguidelines (ජනවාරි 21, 2022).
ප්‍රදාන අංක යටතේ ජාතික විද්‍යා මධ්‍යස්ථානය (පෝලන්තය) විසින් මෙම අධ්‍යයනයට සහාය දක්වන ලදී.OPUS21 (2021/41/B/ST5/03279).
නිකල් කම්බි දැලක් යනු කාර්මික වයර් වර්ගයකිරෙදිනිකල් වයර් වලින් සාදා ඇත.එය එහි කල්පැවැත්ම, විද්යුත් සන්නායකතාවය සහ විඛාදනයට හා මලකඩ වලට ප්රතිරෝධය මගින් සංලක්ෂිත වේ.නිකල් කම්බි දැලක් එහි ඇති සුවිශේෂී ගුණාංග නිසා අභ්‍යවකාශය, රසායනික හා ආහාර සැකසුම් වැනි කර්මාන්තවල පෙරීම, පෙරීම සහ වෙන් කිරීම වැනි යෙදුම්වල බහුලව භාවිතා වේ.එය විවිධ අවශ්‍යතාවලට සරිලන පරිදි දැල් ප්‍රමාණ සහ වයර් විෂ්කම්භය පරාසයකින් ලබා ගත හැකිය.