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2025-01-09 09:51:00
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米大学の新たな研究によると、二次元材料である六方晶窒化ホウ素（hBN）とその金属基板上のナノ構造の成長プロセスを解読する画期的な進歩により、より効率的なエレクトロニクス、よりクリーンなエネルギーソリューション、より環境に優しい化学製造への道が開かれる可能性があるという。サリー。
原子 1 個の厚さしかない hBN (「白いグラフェン」とも呼ばれる) は、電流を遮断し、極端な温度に耐え、化学的損傷に耐える極薄で弾力性に優れた素材です。その独特の多用途性により、高度なエレクトロニクスにおいて非常に貴重なコンポーネントとなっており、繊細なマイクロチップを保護し、より高速で効率的なトランジスタの開発を可能にします。
さらに一歩進んで、研究者らはナノ多孔質 hBN の形成も実証しました。ナノ多孔質 hBN は、選択的吸収、高度な触媒作用、および機能強化を可能にする構造化空隙を備えた新規材料であり、その潜在的な環境用途を大幅に拡大します。これには、汚染物質の感知とフィルタリングだけでなく、水素貯蔵や燃料電池用の電気化学触媒などの先進的なエネルギー システムの強化も含まれます。
この研究の筆頭著者であり、サリー大学化学・化学工学部の准教授であるマルコ・サッキ博士は次のように述べています。
「私たちの研究は、この注目すべき材料とそのナノ構造の形成を支配する原子スケールのプロセスに光を当てます。これらのメカニズムを理解することで、前例のない精度で材料を設計し、多くの革新的な技術に合わせてその特性を最適化することができます。」
マルコ・サッキ博士率いるチームは、オーストリアのグラーツ工科大学（TU Graz）と協力し、アンソニー・ペイン博士とノイビ・ザビエル博士が理論的研究を行い、密度汎関数理論と微小運動モデリングを組み合わせて、細胞の成長プロセスをマッピングしました。ボラジン前駆体からの hBN を分析し、拡散、分解、吸着と脱着、重合、脱水素などの重要な分子プロセスを調べます。このアプローチにより、どの温度でも材料を成長させることができる原子スケールのモデルを開発することができました。
理論的シミュレーションから得られた洞察は、グラーツ研究グループによる実験的観察と密接に一致しており、特定の設計と機能を備えた hBN の制御された高品質生産の準備が整えられています。
グラーツ工科大学のこのプロジェクトの主任研究員であるアントン・タムトーグル博士は次のように述べています。
参照： Payne AJR、Jr NFX、Tamtögl A、Sacchi M. 六方晶系およびナノ多孔質窒化ホウ素のエピタキシャル成長メカニズムの解明: 第一原理微小速度論モデル。 小さい。 2025:2405404。土井： 10.1002/smll.202405404
#六方晶系窒化ホウ素の成長における画期的な進歩