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       近年來(lái)，新型二維材料硼烯（borophene）在實(shí)驗中成功合成 （Nat. Chem. 2016, 8 (6), 563-568; Science 2015, 350, 1513）。硼烯，即單原子硼層，有著(zhù)非常豐富的結構。根據硼原子的配位數不同，可以把硼烯分成 α相, β相 和 χ相等等。 不同于石墨烯，硼烯有著(zhù)比較特別的電子和輸運性質(zhì)，比如超導（理論預言臨界溫度約為20 K）和狄拉克費米子。作為唯一的單元素二維金屬材料，硼烯給研究二維金屬中的輸運性質(zhì)提供了很好的平臺。
　　最近，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心SF10組博士研究生張進(jìn)在孟勝研究員的指導下與英國牛津大學(xué) Feliciano Giustino教授，帝國理工大學(xué)Johannes Lischner博士，美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗室Sergei Tretiak教授、周柳江博士等合作，運用基于第一性原理的電聲耦合計算方法系統地研究了硼烯三種相的本征電子輸運性質(zhì)。在室溫下，β₁₂相硼烯的電阻率大約為3.52μΩ*cm，這跟已知的最好導體——石墨烯的室溫電阻（1.0 μΩ*cm）在一個(gè)數量級上。
　　更重要的是，他們發(fā)現硼烯的電阻呈現出奇特的統一標度律。在低溫下（<100 K），硼烯本征電阻與溫度四次方成正比；而高溫時(shí)（>100 K），硼烯的本征電阻與溫度成正比（圖1）。不同結構、不同電子濃度的硼烯轉變溫度均在100K左右，相比之下石墨烯的轉變溫度在100 K-900 K之間變化。這些行為來(lái)自于硼烯奇特的費米面，即大區域電子口袋、小區域電子口袋和空穴口袋共存，可以用Bloch-Grüneisen 模型來(lái)描述。此外，他們還發(fā)現硼烯的電阻很容易受到外加載流子的調控。外加空穴可以增高電阻達四倍以上（圖2）。這些發(fā)現對二維硼層在未來(lái)新型電子學(xué)中的應用有著(zhù)很重要的參考價(jià)值。相關(guān)研究成果發(fā)表在A(yíng)ngew. Chem. Int’l. Ed. 上（Zhang et al. Angew. Chem. Int’l. Ed. 2018, DOI: 10.1002/anie.201800087）.
　　本項研究工作得到國家自然科學(xué)基金項目（項目批準號11774396, 11474328 和 11290164）、科技部（項目批準號2016YFA0300902 和 2015CB921001)、中國科學(xué)院（XDB07000000）和北京市科委（D161100002416003）的資助。

文章鏈接：http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201803/P020180329378401892199.pdf