2017年1月27日
赖斯大学的理论物理学家研究的一维硼可能是一种独特的材料，既包含半导体（带状部分）又包含金属导体（单原子链）。由于该材料在应力作用下可以从一种形式转变为另一种形式，因此可以形成可调肖特基结。雅科布森研究所提供
科学家们莱斯大学硼可能是本世纪最有趣的新型纳米材料，超过石墨烯。
莱斯大学的一个研究小组模拟了一维硼的形态，包括单原子链和双原子宽的带，发现它们具有独特的性质。最新的研究结果刊登在最近一期的《美国化学学会杂志》上。
例如，硼金属带在拉伸时会变形为反铁磁半导体链，释放时会折叠成带。
一维硼拉伸至断裂
莱斯大学的科学家们说，一个由硼原子组成的桁架状带状结构在延伸成碳炔状链的过程中发生了变化，也从半导体变成了金属导体。在此模拟中，一维链被拉伸到断裂点。雅科布森集团提供
1D硼材料也具有与最高性能欧洲杯足球竞彩的已知纳米材料相媲美的机械刚度。它们也可以表现为纳米级的恒力弹簧。
实验实验室在合成原子薄和富勒烯型硼方面正在取得进展，这使得水稻研究人员Boris Yakobson认为一维硼最终也可能成为现实。
雅可布森的实验室开发了原子级的计算机模拟材料，这些材料还不一定存在。欧洲杯足球竞彩模拟和测试它们的能量特性将有助于实验人员开发真实世界的材料。欧洲杯足球竞彩被称为卡宾石的碳原子链，被称为硼烯和硼富勒烯的二维薄膜，都是赖斯小组预测到的，现在已经被实验室开发出来了。
我们对卡宾和平面硼的研究使我们认为，硼原子的一维链也是一种可能的、有趣的结构。我们想知道它是否稳定，性质是什么。这就是现代理论计算方法令人印象深刻的地方，因为人们可以对不存在的结构进行相当现实的评估。即使它们不存在，它们仍然很重要，因为我们正在探索可能性的极限，有点像最后的边界。
Boris Yakobson，莱斯大学研究员
一维硼拉伸和恢复
在此模拟中，一维链被拉伸到断裂点。雅科布森集团提供
1D硼形成了两种明确的相，带和链，它们由“可逆相变”连接，突出了它们可以从一种形式转变为另一种形式并反过来的事实。
为了证明这些有趣的化学力学，研究小组用电脑“拉”了一个由64个原子组成的模拟硼带的两端。这迫使原子重新排列成一个单一的类碳链。在他们的模拟中，研究小组留下了一条丝带作为种子，当张力被释放时，链上的原子小心翼翼地回到了丝带的形态。
硼和碳有很大的不同。它更喜欢形成双排原子，就像桥梁建设中使用的桁架。这似乎是最稳定的，能量最低的状态。如果你拉它，它就开始展开;原子屈服于这个单原子线程。如果你释放这种力，它就会折叠回来。”“这在结构上很有趣，同时也改变了电子性能。这使它成为一个有趣的组合:当你把它拉伸一半，你可能有一部分丝带和一部分链。因为其中一个是金属，另一个是半导体，这就变成了一维的，可调节的肖特基结。
鲍里斯Yakobson赖斯大学研究员
肖特基结被认为是金属-半导体结处的电子屏障，经常用于只允许电流单向流动的二极管中。
硼，作为一条带状物，是“一种真正的1D金属，对其晶格畸变（一种被称为Peierls畸变的性质）具有鲁棒性。”研究人员写道。这种材料通过桁架结构提供了非凡的刚度。这个刚度是它抵抗外力变形能力的量度。
作为一个原子链，该材料也是一种应变可调的宽禁带反铁磁半导体。在反铁磁体中，原子矩指的是原子“向上”或“向下”自旋状态的方向，排列方向相反。这种电子输运和磁态的耦合可以被操纵，以开发高性能的电子器件。
“这可能非常有用，因为可以用自旋输运代替电荷输运。这被认为是利用自旋电子学的设备的一个重要方向。”他说。
雅各布森说，一维硼的弹性也很有趣。
它也是一种特殊的弹簧，恒力弹簧。拉伸机械弹簧越多，力就越大。但在1D硼的情况下，需要相同的力，直到弹簧完全拉伸。如果你继续拉，它会断的。但是如果你释放这个力，它会完全折叠成一条丝带。这是一个很好的机械结构。
鲍里斯Yakobson赖斯大学研究员
他说，这种特性在纳米级传感器中可以用来测量极小的力。
赖斯校友刘明杰（Mingjie Liu）目前是布鲁克海文国家实验室的研究助理，是这篇论文的主要作者。Vasilii Artyukhov也是莱斯的校友，目前是Quantlab Financial的一名研究科学家，他是本文的合著者。雅科布森是卡尔·哈塞尔曼（Karl F.Hasselmann）的材料科学和纳米工程教授和化学教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
这项研究得到了海军研究办公室和罗伯特韦尔奇基金会的支持。计算是在赖斯国家科学基金会支持的达芬奇超级计算机上进行的，该计算机由赖斯研究计算中心管理，并与肯肯尼迪信息技术研究所合作采购。欧洲杯线上买球