硼烯是指由硼元素構(gòu)成的二維平面結(jié)構(gòu)，獨特的二維六角蜂窩狀結(jié)構(gòu)賦予其狄拉克錐的能帶結(jié)構(gòu)和新奇量子效應(yīng)。但理論計算表明，由于電子的缺失，自由狀態(tài)下蜂窩狀硼烯并不能穩(wěn)定存在。

在國家重點研發(fā)計劃“納米科技”重點專項項目“半導(dǎo)體二維原子晶體材料的制備與器件特性”的支持下，中國科學(xué)院物理研究所吳克輝、陳嵐研究員等深入開展硼烯薄膜的制備研究。他們采用單晶Al(111)作為基底，通過對生長參數(shù)的精確調(diào)控，成功制備出蜂窩狀結(jié)構(gòu)的硼烯薄膜。利用高分辨掃描隧道顯微鏡觀察到硼烯完美的六角蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其晶格周期為0.29nm，接近自由狀態(tài)下蜂窩狀硼烯的理論晶格周期0.3nm。同時，這種蜂窩狀結(jié)構(gòu)在跨越襯底臺階時保持了連續(xù)不間斷的特點，為硼烯單層平面蜂窩狀結(jié)構(gòu)的存在提供了又一力證。由于硼獨特的電子結(jié)構(gòu)，通過基底與硼烯之間的界面電荷轉(zhuǎn)移向硼烯中注入大量電子是獲得穩(wěn)定的蜂窩狀硼烯最有效的途徑之一。通過第一性原理計算，發(fā)現(xiàn)Al(111)基底與硼烯中每個硼原子間有近1個電子的電荷轉(zhuǎn)移，有效地解決了蜂窩狀結(jié)構(gòu)二維硼烯中的電子缺失，對其穩(wěn)定存在起到至關(guān)重要的作用。

該工作實現(xiàn)了平面六角蜂窩狀結(jié)構(gòu)的硼烯的制備，同時該工作也為進一步研究硼烯中可能存在的奇異電子特性奠定了基礎(chǔ)，為實現(xiàn)基于硼烯的電子器件提供了誘人的前景。