結晶性ナノシートの層は、調整可能な電子特性を可能にします
ホウ素は用途の広い非金属元素ですが、過去5年間まで、化学者は2次元（2D）ホウ素含有材料の有用な特性と用途についてのみ理論を立ててきました。筑波大学の研究者が率いるグループは、電子特性を制御するために層ごとに処理できる最初の2D一硫化ホウ素（BS）ナノシートを準備することにより、理論を実現しました。
2D材料の本質的に大きな表面積と多様な電子状態により、電池やその他のデバイスへの応用に適しています。さらに、2Dビルディングブロックを新しい材料に組み合わせると、それらの機能をより細かく制御できます。以前の計算研究は、BSが独自の特性を持ついくつかの安定した2D構造を採用できることを示唆していました。したがって、研究者らは、菱面体晶（3次元菱形）結晶構造（r-BS）を持つ1：1のホウ素：硫化物バルク材料を製造し、次に元の材料を維持する個々のナノレイヤー（2D BS）を剥ぎ取りました。結晶配列。
「私たちの分析は、私たち自身の計算が予測したことを確認しました」と、研究グループのリーダーである近藤孝弘教授は言います。 「つまり、BSナノシートのバンドギャップエネルギーはバルク材料とは異なり、重要なことに、積み重ねられた2DBSシートの数に基づいてバンドギャップを調整できます。」
電流を伝導する能力は、材料のバンドギャップエネルギーに関連しているため、潜在的な電子デバイスアプリケーションに関連する重要な特性です。研究者は、単一のBSナノシートのバンドギャップエネルギーが比較的大きいことを発見しましたが、1つまたは2つのナノシート層を追加すると、バンドギャップエネルギーは連続的に減少しました。スタックのバンドギャップエネルギーは、約5枚のシートが組み立てられた後、最終的にバルクr-BSのレベルに達しました。
「BSナノシートのこの特徴と光有効電子質量は、それらが高い導電性を備えたn型半導体材料として役立つ可能性があることを示しました」と近藤氏は述べています。バンドギャップがあります。」
それらの明確なバンドギャップ構造のために、r-BSまたは2DBSを含む電極は異なる波長の光に応答しました。 r-BSは、電流を伝導して光触媒挙動を示すために、より低いエネルギーの照射（可視光）を必要としましたが、2D BSのより大きなバンドギャップは、より高いエネルギーの紫外線の下でのみアクティブでした。
確かに、ホウ素は退屈ではありません！これらの光誘起現象は、2Dホウ素一硫化物材料が光触媒または電子デバイスに適用でき、重要なことに、ナノシートの数を制御することによって必要に応じてそれらの特性を調整できるという事実を浮き彫りにしました。
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