层状晶体纳米片解锁可调电子性质
硼是多功能非金属元素，但直到近五年，化学家只对二维（2D）含硼材料有用性质和应用做理论推测。筑波大学研究者领衔小组现将理论变现实，制备首个可逐层剥离控制电子性质的二维硼单硫化物（BS）纳米片。
2D材料固有大表面积和多样电子态使其成电池等器件良好候选。而且将2D构建块组合成新材料允许更大功能控制。先前计算研究建议BS可采纳几种稳定2D结构且具独特性质。因此研究者制备1:1硼:硫化物块体材料，具菱面体（三维菱形）晶体结构（r-BS），再剥离单个纳米层（2D BS），保持原材料晶体排列。
研究组负责人近藤隆弘教授说：“分析确证我们自有计算预测。即BS纳米片带隙能量与块体材料不同，关键是带隙可基于堆叠2D BS片数量调控。”
材料导电能力与带隙能量相关，故为关联潜在电子器件应用关键性质。研究者发现单层BS纳米片带隙能量相对大，但随添加一两层纳米片依次减小。约五层组装后带隙能量达块体r-BS水平。
近藤说：“此特性和BS纳米片轻有效电子质量指示其潜在作为高导电n型半导体材料，这在其他已知无带隙2D含硼材料中独一无二。”
因不同带隙结构，r-BS或2D BS电极响应不同波长光。r-BS需低能照射（可见光）导电展现光催化行为，而2D BS较大带隙仅在高能紫外光下活跃。
硼绝非无聊！这些光诱导现象凸显2D硼单硫化物材料可用于光催化或电子器件，关键是其性质可按需通过控制纳米片数量调控。
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