银硼锡

美国西北大学工程师首次创造出一种双层原子厚度的硼烯，打破了硼在单原子层限制之外形成非平面团簇的自然趋势。研究结果发表在《自然材料》杂志上。　　硼烯是一种单原子厚的硼薄片，是由硼原子构成的单原子层厚的二维材料，比石墨烯更强、更轻、更柔韧。单原子层硼烯的合成是具有挑战性的。要获得硼烯通常需要制备生长，因此需要衬底作为载体或者支撑。　　5年前，来自同一研究团队的科学家们首次创造了只有单原子厚度的硼烯。理论研究预测认为，制备双层硼烯是可能的，但由于块状硼不像石墨那样是层状的，超出单原子层的生长会导致形成团簇，而不是平面结构，试图生长多层硼烯的关键就在于找到阻止团簇形成的生长条件。此次研究发现，关键在于用来生长硼烯的衬底。研究人员在平面的银质衬底上培养硼烯。当暴露在高温下，银会在原子级台阶结构之间形成异常平坦的“梯田”。在这些“梯田”上“种植”硼烯时，研究人员看到第二层硼烯的形成。这种双层材料既保持了硼烯的电子性能，又存在新的优点，如由两层原子层厚的薄片黏合在一起，中间有空间，可用来储存能量或化学物质。

2011年9月6日，据国外媒体报道，美国西北大学的研究人员创造了一种新型的隐身材料，这种材料能使物体在太赫兹波段下隐形。由西北大学麦考密克工程和应用科学学院机械工程助理教授孙成(Cheng Sun，音译)设计的隐身材料，通过微梯度折射率材料对光线的反射和折射进行控制，虽然这个设计不能发展成对可见光波段隐身的隐形斗篷，但是这项技术可进行对隐形斗篷部分性能的评估以及在安全性上沟通了解。 　　二极管激光器是连续波太赫兹波产生的理想激光源 　　人类对一个物体的辨认主要是通过两个因素：即外形和颜色。要使一个物体变得不可见，那就必须能够操纵光线，使光线在物体表面上以特殊的方式运动，既不会在表面上分散，也不会被物体吸收和反射，而吸收和反射的过程主要是体现物体所具有的颜色。 　　该研究小组为了操纵光线在太赫兹频率的行为，孙助理教授使用研发了一种新型的超材料，该材料主要是在原子水平上进行设计，而太赫兹频谱则位于红外线与微波之间。通过超材料的研发以及被称为电子转移微光固化的技术，研究人员设计出一种微型棱镜状的隐形结构，大小小于10毫米。而电子转移微光固化技术则是研究人员一组数据投影到液体聚合物的图像上，然后将光线由液态层转换成薄固体层。 　　而每个棱镜的220层都有一个微小的孔，这个小孔比太赫兹波长要来得更小，这就意味着这些小孔能改变光的折射系数，这样就可以使得光线从棱镜上部穿透下来时，由于这些小孔的作用，而改变了光线的行为，使得处于棱镜底部的物体变得可以隐身。最后，这些被改变行为的光线，会被另一个平台所反射掉。 　　根据孙助理教授认为：这个研究的目的并不是要研发出能对太赫兹波段隐身的工具，例如斗篷等，而是为了获得一个更好地设计角度去研发一种新的材料，可以跟好的操纵光线的传播。通过这个研究试验，说明了从这个研究方向发展下去，我们可以自由的设计各种材料，可以改变不同波段上光线的折射率，这样就可以在传统意义上对光线的传播路径进行人为地操纵。 　　该项研究中涉及的重要试验对象，太赫兹波段在研究历史上一直被忽略，这是因为它的频率比电子高出太多。但是，科学家也发现，有许多有机物的共振频率处于太赫兹的水平上，这就意味着我们可以通过针对太赫兹水平的扫描仪对有机化合物进行检测。孙助理教授的关于太赫兹光学上的探索可以对生物医学研究产生影响，这个影响主要体现在两个方面：第一，我们可以研制针对某种癌症的快速且安全的检测方法，第二，使用太赫兹扫描仪可以加强机场的安全保障效能。 　　此研究的下一步计划是向另一个方向发展，即研制太赫兹镜头。但是孙助理教授并没有立即实行这个计划，扩展材料对更长波段上的光线改变行为的能力，达到这样的能力与目前的研究还相距甚远，目前主要集中在一个特定的频率范围之内，确保材料在特定的频谱上具有稳定的工作性质。

东北大学多元物质科学研究所，尖端测试开发中心教授寺内正己以及助教羽多野忠、量子科学技术研究开发机构客座研究员小池雅人、株式会社岛津制作所、日本电子株式会社，对电镜联用软X射线发射光谱仪（SXES)※1进行了改良，成功将硼※2的分析强度提高至少3倍。众所周知，微量硼对钢铁材料和半导体器件的性能影响很大。为了提升电镜联用SXES的性能，上述四个机构（企业）开发了新型SXES并实施了验证试验。微量硼的分析有望为轻量且高强度钢板的生产和半导体器件的高效化研究开发做出贡献。 此外，2018年8月8日，东北大学多元物质科学研究所，尖端测试开发中心在美国马里兰州巴尔的摩市召开的美国显微镜学会(Microscopy & Microanalysis 2018)上，发表了这项研究成果。【详细说明】 东北大学多元物质科学研究所 尖端测试开发中心教授寺内正己、量子科学技术研究开发机构客座研究员小池雅人、株式会社岛津制作所、日本电子株式会社，通过产官学协作，开发出电子显微镜用软X射线发射光谱仪（SXES)的发光分析系统，2013年日本电子株式会社实现该产品的产品化。自该设备上市以来，鉴于对提高硼（影响钢铁材料和半导体器件性能）分析强度的需求很高，因此共同进一步推进深化研究。 为了进一步提高SXES的性能，量子科学技术研究开发机构客座研究员小池雅人进行了优化光谱分布※3和在关键部件衍射光栅上形成增反膜的设计，旨在提高硼的分析强度。基于这一设计，株式会社岛津制作所制作衍射光栅，东北大学多元物质科学研究所，尖端计测开发中心教授寺内正己以及助教羽多野忠，在衍射光栅表面完成了稀土元素的成膜。 为了优化光谱分布，在经过改造的东北大学的原始SXES上组装了新的衍射光栅，并完成试制品，通过测试结果确认了硼的信号强度至少增强3倍。今后，该产品将搭载到日本电子株式会社发售的通用SXES，并开始实用测试。另外，理论上硼强度预计可以进一步提高，因此有望开发出一款SXES，可以检测钢铁材料和半导体材料中添加浓度在10ppm※4以下的硼并可观察其光谱分布。 如果该设备实现通用化，可以期待通过钢板的轻量化和高强度化提高汽车的燃料经济性，以及通过半导体器件的高效率为实现节能型社会做出贡献，也有助于提高日本的工业实力。【术语说明】※1. SXES：Soft X-ray Emission Spectrometer※2. 硼素：也称硼。已知硼是提高钢铁材料强度的重要元素，调整硼的添加量非常重要。另外，硅半导体器件通过添加局部硼来实现其功能，硼是极其重要的元素。在任何情况下，硼的添加量都是0.01%左右的微量，硼检测和分布的可视化是钢铁材料和半导体器件的高品质和高性能的关键。※3. 光谱分布：构成分光器光源、衍射光栅、检测器的位置、角度等的设置条件※4. ppm表示浓度的单位。10ppm表示0.001%。关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。