铂表面生长二维硼氧烷(B3O3)晶体：揭示硼玻璃纳米结构单元的新型二维材料

《SCIENCE》：Two-dimensional diboron trioxide crystal composed by boroxol groups

来自意大利的研究团队通过表面科学与理论计算相结合，首次在铂表面成功合成由boroxol基元构成的二维蜂窝状结晶B2O3 polymorph。该研究解决了三维晶体中从未观测到boroxol结构单元的难题，为理解B2O3玻璃化机制提供了原子级模型，拓展了二维材料体系。

在氧化物多晶型研究中，三氧化二硼(B₂O₃)展现出独特现象：其玻璃态包含平面硼氧烷(boroxol)超结构单元，但这些单元从未在三维晶体 polymorphs 中被观察到。尽管理论预测认为含boroxol基元的晶体 polymorphs 对解释B₂O₃玻璃化能力至关重要，其实际形成始终未能实现。

本研究报道了通过元素沉积法在铂表面合成由boroxol基元构成的二维晶体B₂O₃ polymorph。这些基元以原子级薄层蜂窝状晶格有序排列。结合表面科学技术与第一性原理计算(ab initio calculations)，研究团队在原子尺度表征了该B₂O₃多晶型体的结构与电子特性。

大尺度扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscopy)显示该B₂O₃单分子层具有高度结晶性的蜂窝结构。密度泛函理论(density functional theory)证实其与基底相互作用极弱，主要由B₃O₃环状基元自组装形成。值得注意的是，boroxol基元虽非任何已知宏观晶相组成单元，但曾被推测存在于硼玻璃纳米域中。

该发现不仅拓展了二维材料家族，更为三氧化物个体结构单元的原子级追踪提供了理想平台，对理解硼基玻璃的形成机制具有里程碑意义。