IF 14.7！硼诱导超薄金膜转化为二维金属纳米结构

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由于金属键的各向同性特征，合成大面积、自支撑、单原子厚度的二维金属材料仍然具有挑战性。本研究提出了一种自下而上的方法，用于制备由纳米结构斑块组成的宏观大面积、近似自支撑的二维金（Au）单层。通过在铱（Ir(111)）基底上形成Au单层，并在Au/Ir界面嵌入硼（B）原子，我们实现了具有六角形结构和三角形纳米尺度图案的悬浮单原子金膜。在B/Ir(111)基底上的Au双层中观察到周期性纳米点的交替图案。通过扫描隧道显微镜、X射线光谱和理论计算，我们揭示了埋入B物种在形成纳米结构Au层中的作用。基底解耦后Au单层能带结构的变化表明从三维到二维金属键的转变。所得Au薄膜表现出显著的热稳定性，使其适用于研究二维金的催化活性。

创新点：

1. 开发了一种独特的界面工程策略，通过引入硼原子实现了大面积单原子层金属薄膜的可控制备，突破了传统制备方法的局限。

2. 成功实现了金属键从三维到二维的转变，为二维金属材料的基础研究提供了重要的实验平台。

3. 通过界面硼原子的调控，实现了具有规则纳米结构的二维金属薄膜，展现了优异的热稳定性。

科研工作启发：

1. 在材料制备过程中，巧妙利用界面调控策略可以实现传统方法难以达到的目标，这种创新性思维对开发新型材料具有重要指导意义。

2. 多种表征手段的结合使用有助于深入理解材料的生长机理和性能演变规律，为材料设计提供理论指导。

3. 在探索新材料制备方法时，要充分考虑材料的实际应用需求，如本研究重视材料的热稳定性，这对实际应用至关重要。

思路延伸：

1. 该界面工程策略可以推广到其他金属体系，探索更多具有特殊结构和性能的二维金属材料。

2. 所获得的具有规则纳米结构的二维金属薄膜可能在催化、传感等领域展现独特优势，值得进行深入的应用研究。

3. 界面原子调控的概念可以扩展到其他维度材料的制备中，为新型材料的设计提供新思路。

4. 这种制备方法为研究低维金属材料的量子效应和表面效应提供了理想平台，有助于深化对二维金属材料物理性质的认识。

5. 该研究在催化领域具有重要应用前景，可以进一步探索不同纳米结构对催化性能的影响，开发高效催化剂。

Boron-induced transformation of ultrathin Au films into two-dimensional metallic nanostructures

Nat. Commun. (IF 14.7)

Pub Date  : 2024-12-10

DOI : 10.1038/s41467-024-54464-y

Alexei Preobrajenski, Nikolay Vinogradov, David A. Duncan, Tien-Lin Lee, Mikhail Tsitsvero, Tetsuya Taketsugu, Andrey Lyalin

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