二维硼、硼烯、硼原子（紫色）呈六边形排列，并在中心位置额外添加一个硼原子（上）。硼烯早就有预测，但这是研究人员第一次从实验上制得硼烯，采用电子束蒸发方法在银衬底（灰色）上制得。红色层表示扫描隧道显微镜观察到的图像。

科学家首次制得了2D硼原子片层结构。这种原子级厚的片层称为硼烯，早就有理论预测，但制备上有很大挑战。

新的研究表明，可以采用一种简单的、廉价方法来制备这种材料。硼烯与石墨烯中的碳一样具有相同的六边形晶格排列，但在每个六边形中心还另有一个硼原子。研究人员采用原位电子学表征发现，与理论预测一致，纳米级的硼材料是金属性的，是一种导体，虽然说体相的硼是非金属。

“这种新型2D硼同素异形体的发现对基础材料科学而言具有重大的意义。”该研究负责人、美国阿贡国家实验室材料科学家Nathan Guisinger说，“这是一个典型的例子，理论预测引导实验材料发现。”该项目还与西北大学材料科学与工程教授Mark Hersam、俄罗斯莫斯科物理与技术研究所的ArtemOganov进行合作。

有关2D材料的研究在过去的十年间因石墨烯而迅速爆发。这些材料具有独特的电子特性，有望用于新型的小型、快速的电子器件。据预测，硼烯具有比石墨烯更高的导电性，因为其表现为真正的金属，这一点与石墨烯完全不同，石墨烯是零带隙的半导体。这可使硼烯可作为更有效的金属接触。

然而，不同于存在于石墨中层状结构的石墨烯，自然界中硼不以层状材料存在。研究人员采用化学气相沉积方法已经制得了硼团簇和纳米管。但这些技术需要昂贵的设备，还需要使用昂贵的有机前躯体，比如乙硼烷。

为了制得硼的单层片，Guisinger等人在超高真空腔室内加热单晶银衬底，以此来生长硼烯。他们采用电子束蒸发技术从450℃至700℃的固体硼棒上蒸发出硼原子。硼原子自发的沉积在银上面，形成2D片。相关结果发表在最新的《科学》（Science）期刊上。

研究人员使用扫描隧道光谱来确定这种材料的各向异性金属特性。同时，扫描隧道显微镜结果显示，这种片层的形成取决于温度。有的片层光滑，而有的会有褶皱。计算结果表明，褶皱材料沿褶皱脊梁方向的导电性更好。

Hersam说，当前正在尝试分离出独立的片层。将这种片层转移到绝缘表面，研究人员将可以准确的测量其导电率，而不会受到银衬底的干扰。

德国凯泽斯劳滕技术大学无机化学家Hermann Sachdev说，具有高反应活性的2D硼的发现是令人兴奋的。这种材料具有一定的强度，除此之外，还具有可调的电子带结构，各种性质的调节范围很宽。他说：“材料学家可以在许多不同方向上从这种新型材料上获益。”