顶刊Science:硼烯(MBene):化学剥离得到二维金属Mo4/3B2空位
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详细介绍

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一、文章概述

广泛的研究已经投资于二维(2D)材料,通常是由范德瓦尔斯固体的剥离合成的。一个例外是MXenes,它来自于过渡金属碳化物和氮化物中组成层的蚀刻。文章报道了具有有序金属空位的单层2D硼化钼片,Mo4/3B2-xTz(其中Tz是氟、氧或氢氧化物表面末端)的实验实现,这是通过在氢氟酸水中对三维化学有序(Mo2/3Y1/3)2AlB2(Mo2/3So1/31/3)2AlB2的选择性蚀刻产生的。二维过渡金属硼化物的发现表明,通过层压化合物的化学剥离,未来可以获得丰富的二维材料。

二、图文导读


1.3D(Mo2/3Y1/3)2AlB2及其2D衍生物Mo4/3B2-xTz(硼烯)的合成及表征。

(A)3D i-MAB2D硼烯转化的过程示意图,刻蚀前()、蚀刻后()、分层后(Mo2/3Y1/3)2AlB2 ()(Mo2/3Y1/3)2AlB2MoY的内平面排序,在蚀刻后去除Y后产生有序空位。(BD)[0001](B)STEM图像中可以看出(Mo2/3Y1/3)2AlB2 i-MAB相的平面内化学顺序,具有相应的SAED模式。(BD)沿[0001](B)[1100](C)[1120](D)区域轴的STEM图像显示了(Mo2/3Y1/3)2AlB2 i-MAB相的平面内化学顺序,每幅图像左边的示意图表示空间组R3m中的原子排列。(E)(Mo2/3Y1/3)2AlB2(黑色)前后和(红色)高频蚀刻后以及TBAOH插入(蓝色)和分层(绿色)后的XRD模式。




2.单层硼烯(2D Mo4/3B2-xTz)的结构表征

(AB)单层Mo4/3B2-xTz(分散在非晶碳支架上)STEM图像(A),具有相应的FFT(插入)和岩芯损耗EELS(B)(C)基于理想(理论)图纸的更高放大率的STEM图像和模拟的STEM图像(插图)(D)来自理论模拟的母相Mo的单层Mo4/3B2片的理想原子结构的俯视图,用红色(顶层)和蓝色(底层)原子表示。(EF)沿[1120](E)[1100](F)区域轴的单层板材的理想原子结构的侧视图。(GH)如果仅分别考虑第1(L1)和第2(L2)的原子,其中L1L2(L)(F),则为理想原子结构的顶视图。


3.选定的层压硼化物的理论键分析和层间相互作用分析。


(A) 计算了(Mo2/3Y1/3)2AlB2(Mo2/3Sc1/3)2AlB2 i-MAB相的COHP曲线。填充的区域代表被占用的状态,费米能级设置为0eV(B)(Mo2/3Y1/3)2AlB2(Mo2/3Sc1/3)2AlB2Fe2AlB2Mo5SiB2中各种相互作用的粘结强度比。

三、全文总结


二维硼烯纳米片已被证明为大于50nm的独立片的形式它是通过在高频溶液中从平面内化学有序的第四系i-MAB(Mo2/3Y1/3)2AlB2化合物中选择性地蚀刻YAl原子来实现的。硼烯式为Mo4/3B2-xTz,金属位点上有有序空位。与母相相比,薄片可能略有缺陷,x高达~0.5。表面末端Tz被鉴定为OOHF的混合物,z的范围为2~3。该二维材料可以选择性地制备为多层形式,如胶体悬浮液中的分层单层片或作为无添加剂过滤膜。2Mo4/3B2-xTz片可以通过我们自上而下的方法制备,实现高浓度的悬浮,其中片稳定,可在水环境中处理。我们还表明,同样的方法可以通过从i-MAB(Mo2/3Sc1/3)2AlB2中选择性蚀刻AlSc来实现相应的硼烯。目前和参考的理论预测显示了相应的前景,丰富硼化物种类(MBenes,也命名相应的前景)















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