该论文的第一作者为北京大学运用物理与技巧研究核心博士研究生张顺洪,通信作者为王前教学,配合者包含日本东北大学金属研究所的Yoshiyuki Kawazoe传授,弗吉尼亚联邦大学物理系的Puru Jena教授。该研究得到国度天然科学基金委、973项目标赞助。
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JACS在“Spotlights on Recent JACS Publications”专栏中以“High-Temperature Insulator Has Metallic Potential”为题,将此研究工作选为亮点作了重点评述( 旗下的Chemistryviews网站以“Anything C Can Do, Can BN Do Better?”为题对这一工作进行了专题评述(
王前课题组及其合作者通过剖析实现氮化硼材料金属化所需的前提,应用硼原子可以形成多电子多中央键的特性,设计出了一类具有sp2-sp3复合杂化方式的氮化硼四方晶系结构,并通过高精度的理论计算与模仿论证了其热力学亚稳特性和能源学稳定性,电子结构盘算表明这类氮化硼材料拥有金属性。由于这类新结构中的原子所采用的奇特堆垛方法,导致了sp2杂化的B原子中局部p电子表现出离域特性,而金属特性恰是起源于这些离域电子。这种金属性氮化硼材料在制备新型电子器件等方面具备异常辽阔的应用远景,北大总裁培训班,同时这一发现也使得人们对氮化硼这一传统绝缘材料有了新的意识。
编纂:歆琴
硼和氮在元素周期表中与碳相邻,是由硼和氮构成的典范化合物。氮化硼(Boron Nitride)材料与碳材料构造相似,密度相称,如它们都能构成结构类似的一维纳米管,二维纳米片和三维的金刚石结构。然而与碳不同的是,迄今为止发明的所有氮化硼材料均为绝缘体,而碳在某些特定的构型中能够表现出金属特性。因为氮化硼材料存在无比好的热稳固性和化学稳定性,因而氮化硼通常被用作高温绝缘材料。若能实现氮化硼的金属化,必将大大拓宽其利用范畴,为此迷信家们做了不懈的尽力。现有的研讨表明,只管单质硼和氮均可通过高压手腕实现金属化,它们形成的二元化合物氮化硼却在高压下依然表示出绝缘特性。在纯的硼化氮资料中,因为硼跟氮的电负性差异很大,硼和氮通常会造成强的极性共价键,使得电子高度局域,所以在纯的氮化硼材料中实现金属特征十分艰苦。尽管可以通过边沿或名义润饰、外加电场等转变外界物理化学环境来实现氮化硼材料的金属性,但由此取得的并非是氮化硼材料的本征金属特性。
近日,美国化学学会会志Journal of the American Chemical Society(JACS)以全文情势刊发了北京大学应用物理与技术研究中央王前教授课题组及其协作者题为 “Three-dimensional Metallic Boron Nitride” 的研究论文,报道了他们在三维金属性氮化硼材料的实践设计与研究方面获得的最新进展(
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