Creation of new two-dimensional materials composed by typical elements

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02551
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Kondo Takahiro 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70373305)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ホウ化水素 / 硫化ホウ素 / ボロフェン / ボロファン / 2次元物質 / 典型元素 / 新物質合成 / ホウ素

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is creating new typical-element two-dimensional materials based on our created hydrogen boride sheets and boron monosulfide sheets. Various excellent properties of the hydrogen boride sheets were discovered. Specifically, (1) hydrogen is released by ultraviolet irradiation, (2) act as an excellent solid acid catalyst, (3) act as a unique reducing agent, and (4) act as a highly sensitive sensor. In addition, we succeeded in exfoliating bulk rhombohedral boron monosulfide for the first time in the world and realized the formation of a boron monosulfide sheets, and clarified that the bandgap is variable depending on the number of stacking layers.

Free Research Field

表面科学・ナノ物質科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

いずれの研究成果も新しい物質の新しい機能の発見であるため、学術的意義が高い成果です。さらに、本研究で見いだされた成果の一つである、ホウ化水素シートへの紫外線照射で水素を放出させられる機能は、水素を長期間保存しておいて必要な時に水素放出できるという観点で実用材料としての利用の可能性が高い機能です。また、本研究で見いだされたバンドギャップを制御可能な硫化ホウ素シートは新しい半導体材料としての利用が期待できます。いずれも軽くて豊富な典型元素で構成されているのが特徴で、実用化された場合の原材料の確保の観点で優位な物質であり、実用化に向けた観点で大きな社会的な意義があります。