För snart ett år sedan, borofen fanns inte ens.

Nu, bara månader efter att ett team från Northwestern University och Argonne National Laboratory upptäckte materialet, ett annat team under ledning av Mark Hersam gör redan framsteg mot att förstå dess komplicerade kemi och förverkliga dess elektroniska potential.

Skapad i december 2015, borofen är en tvådimensionell, metallisk plåt av bor, elementet som vanligtvis används i glasfiber. Även om borofen är lovande för möjliga tillämpningar som sträcker sig från elektronik till solceller, dessa tillämpningar kan inte uppnås förrän borofen integreras med andra material. Nu har Hersams team – och lite serendipity – framgångsrikt lyckats med denna integration.

"Integrerade kretsar är kärnan i alla våra datorer, tabletter, och smartphones, sa Hersam, Walter P. Murphy Professor i materialvetenskap och teknik vid Northwestern Universitys McCormick School of Engineering. "Integration är nyckelelementet som har drivit framsteg inom elektronisk teknik."

Stöds av Office for Naval Research and National Science Foundation, forskningen dök upp online den 22 februari i tidskriften Vetenskapens framsteg . Erik Luijten, professor i materialvetenskap och teknik vid Northwestern University, var medförfattare till tidningen. Xiaolong Liu, en student i Northwesterns Applied Physics Graduate Program, är tidningens första författare.

Eftersom borofen inte förekommer i naturen, forskare måste odla det i laboratoriet genom att syntetisera det på ett silverark. Hersams team deponerade ett organiskt material (perylen-3, 4, 9, 10-tetrakarboxyldianhydrid) ovanpå borofen, i ett försök att integrera de två materialen. Det som hände sedan var en överraskning. Det organiska materialet, som är känt för att självmonteras på väsentligen vilket material som helst, i stället diffunderade bort borofenet och på silverarket.

Resultatet blev ett självmonterat monolager av det organiska materialet direkt bredvid borofenen, bildar ett nästan perfekt gränssnitt. Välkontrollerade gränssnitt mellan olika material möjliggör integrerade enheter, inklusive dioder och solceller. Hersams överraskande teknik gick förbi den typiska utmaningen att skapa ett skarpt gränssnitt – att få material att röra men inte blandas.

"Det här är en trevlig bit av serendipity eftersom vi löste ett problem utan att ytterligare ingripande krävdes, "Sa Hersam." Borofen fanns inte för ett år sedan. Tolv månader senare, vi bildar redan i huvudsak perfekta gränssnitt."

Hersams upptäckt satte inte bara scenen för att utforska elektroniska applikationer för borofen, den belyser också det nya materialets grundläggande egenskaper. Nästa utmaning är att flytta borofen från silver och till ett inert substrat som inte stör dess elektroniska egenskaper.

"Borophene är unik i sin förmåga att bilda abrupta gränssnitt via självmontering, " sa Hersam. "Vi börjar förstå dess kemi, som kommer att styra våra ansträngningar att överföra materialet till lämpliga substrat för vidare integration."