图片说明：最稳定的硼管结构是在某些六边形格子的中间再加一个硼原子。

（图片来源：清华大学） 

 

碳纳米管或许正在丧失在纳米世界的统治地位。明升中国app家的一项最新研究表明，由硼原子构成的纳米管可以拥有与碳管类似的性质，而且在一些电学应用上，硼纳米管可能比碳管性能还要优越。相关论文发表在最新的《物理评论B》上。

 

硼纳米管比碳纳米管的简易六边形格子结构要更加复杂，这是因为类似的鸡笼结构对硼纳米管来说并不稳定。最早的硼纳米管出现于2004年，那是一种变形的三角形格子结构。

 

在最新的研究中，清华大学的倪军小组通过模拟研究发现，最佳硼纳米管结构仍然是六边形格子——只不过在某些六边形的中心再加上一个硼原子。他们推测，这是目前所知的最稳定的硼纳米管理论结构。

 

模拟研究同时表明，具有这种结构的硼纳米管具有可变的电学性质：较宽的硼管是金属导体，而较窄的则是半导体。倪军说，如果真是这样，硼纳米管将可以有与碳纳米管类似的应用，构造二极管和晶体管等纳米器件。

 

新的发现无疑会让那些认为所有硼纳米管都表现出金属性的app家感到惊讶。美国耶鲁大学的Sohrab Ismail-Beigi曾经发现，利用与此次倪军小组相同的结构，可以得到平而稳定的硼纳米片。他表示，“如果新发现是真的，那就太有趣了。”然而，尽管如此，Ismail-Beigi根据经验还是认为，制造半导体硼纳米管可能比较困难。Ismail-Beigi此前的研究表明，与新发现一样稳定的硼纳米结构有许多种，因此真正能够得到的硼纳米管很可能具有易变的表面，而这一点很可能让大多数硼管表现出金属性。

 

不过，即便是金属性硼纳米管也是十分有用的，它们有望成为比碳管更好的导体。此外，硼管的超导温度也有望比碳管更高，这对超导纳米计算机的最终出现具有重要意义。

 

要在现实中制备硼管，倪军认为明升手机气相沉积或许是可取的方法。不过，由于该技术需要合适的催化剂（比如作为模板的镍纳米颗粒），因此倪军强调，“关键问题就是要找到有效的催化剂。”（明升手机版(明升中国) 任霄鹏/编译）

 

（《物理评论B》（Physical Review B），DOI: 10.1103/PhysRevB.77.041402，Xiaobao Yang, Yi Ding, and Jun Ni）

 

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