Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Wang Xianlong van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) heeft een nieuwe methode ontdekt om de stabiliteit van diamane gesynthetiseerd door hogedrukmethoden te verbeteren. Door boor (B) en stikstof (N) doteermiddelen in diamane te introduceren, ontdekten ze dat de structuur en elektronische eigenschappen van de diamane konden worden gereguleerd. Gerelateerde resultaten zijn gepubliceerd in Physical Review B .

Diamane is een tweedimensionale (2D) enkellaagse diamant die wordt verkregen door dubbellaags grafeen te comprimeren om sp3-bindingen tussen de lagen te vormen. Met de kenmerken van zowel grafeen als diamant, wordt verwacht dat het naast grafeen een nieuw 2D-koolstofmateriaal zal zijn. Diamane, gesynthetiseerd met een hogedrukmethode, wordt echter weer omgezet in grafeen nadat de druk is opgeheven en kan niet worden gehandhaafd onder omgevingsomstandigheden.

In deze studie onderzochten de onderzoekers de structurele en elektronische eigenschappen van verschillende gedoteerde vormen van B- en N-atomen in kubische en hexagonale diamanen op basis van de first-principles-methoden.

Ze ontdekten dat de dopingconfiguratie de vormingsenergie van diamane verminderde, de synthese van diamane bevorderde en de stabiliteit van diamane bij omgevingscondities verbeterde.

Ze stelden voor dat het eenvoudigste mechanisme om diamane experimenteel te synthetiseren was door dubbellaags grafeen te comprimeren met één laag gedoteerd met B-atoom en de andere gedoteerd met N-atoom.

Diamane gedoteerd met N-atomen was experimenteel gemakkelijk te verkrijgen omdat de vormingsenergie van diamane niet gevoelig was voor de verdeling van N-doteringsmiddel. Bovendien had, afhankelijk van de concentraties en verdelingen van B- en N-atomen, gedoteerde diamane variabele elektronische structuren (halfgeleider, metaal, supergeleiding ~ 4 K), die konden worden toegepast op het gebied van 2D elektronische apparaten.

Dit werk biedt een nieuw schema om stabieler en functioneler diamane te synthetiseren. + Verder verkennen

Een nieuwe tweedimensionale koolstofallotroop:gesynthetiseerde halfgeleidende diamanefilm