나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Rice University Boris Yakobson 교수 연구팀은 붕소의 2D 버전 물질인 보로핀을 합성하는 새로운 방안을 제안하여 절연체에 물질을 합성할 수 있는 가능성을 제시  

● 연구팀은 보로핀을 합성하는 방안으로 기존 분자빔 에피택시(MBE)에서 사용되는 금속 표면이 아닌, 육각형 질화붕소(hBN)에서 성장시키는 것을 포함 

● 성장하는 보로핀과 상대적으로 화학적 비활성 상태인 육각형 질화붕소 사이의 약한 반데르발스힘은 기지에서 물질을 제거하는 것을 더욱 쉽게 만들었으며, 간섭할 금속 기지가 없어 보로핀을 기지에서 들어 올리지 않고도 가능하고, 육각형 질화붕소에서 성장한 보로핀이 기판의 계단 가장자리를 따라 보로핀의 핵 생성을 허용

● 육각형 질화붕소는 그래핀과 마찬가지로 육각형 격자를 가지고 있기 때문에 원자 배열은 표면에 형성되는 새로운 결정의 가장자리-에피택시 성장을 가능하게 했으며, 에피택시에서 새로운 물질의 성장은 아래의 격자에 의해 좌우되고, 이 경우 성장은 평탄전위(plateau)의 높은 쪽부터 발생

● 특히, 정확한 제1원리 계산법에 의해 확인한 결과, 붕소 원자가 육각형 질화붕소 단계 및 육각형 질화붕소 내, 지그재그 형태의 가장자리에 ‘높은 친화력’을 가지고 있어 기지의 다른 위치에 의해 제시된 핵 성장의 장벽을 우회하여 결정의 성장이 견고한 기반 위에서 시작되도록 진행

※ 용어설명

- 보로핀(Borophene): 크기가 수 나노미터(nm)에 불과한 붕소(B)를 한 겹으로 배열한 물질로 비금속 빛 반도체 성질을 보이는 붕소와 다르게 금속 성질을 보이며, 반응성이 매우 큰 것이 특징 

※ ACS Nano 게재(2021.11.12.), “Step-Edge Epitaxy for Borophene Growth on Insulators”