二维材料凭借原子级厚度和独特电子结构，在新型电子器件、量子器件和低维功能材料等领域展现出广阔应用前景。然而，二维材料的器件应用往往受限于与金属电极之间的接触界面，存在界面原子结构不清晰、接触电阻高以及电子注入效率不足等问题，显著影响二维器件性能。如何构筑结构明确、耦合稳定的二维材料/金属横向界面，是低维材料研究中的重要科学问题。硼烯作为近年来快速发展的二维材料，相比石墨烯，具有更丰富的结构多态性、更强的金属性和更灵活的成键方式，为构筑新型二维材料/金属界面提供了独特平台。但硼烯与金属电极之间如何作用、金属原子是否参与界面形成、界面又如何影响电子行为，仍缺乏清晰的原子尺度认识。

　　近日，中国科学院物理研究所陈岚研究员团队与南开大学胡振芃教授团队展开合作，采用分子束外延方法，通过控制金属银表面硼烯的生长条件，在相邻硼烯畴区之间精准构筑了一维硼烯—银金属横向界面。扫描隧道显微镜和扫描隧道谱的原子尺度表征发现，这些横向界面能够稳定存在，并呈现出沿特定晶向延伸的明亮线状结构。研究团队通过第一性原理计算解析了界面的原子结构和电子性质，确认明亮线状结构来源于一维硼烯/银金属横向界面。银链的引入重塑了界面区域的原子排布和局域电子态，与邻近硼原子之间形成了具有极性特征的共价键，由此产生的电荷转移和轨道耦合，一方面有助于稳定硼烯/银横向界面，另一方面能够降低局域接触势垒，使该界面呈现出类似欧姆接触的特征。研究团队进一步提出了“衬底诱导—应力驱动”的界面形成机制。由于硼烯与银衬底之间存在晶格失配，局域应力促使银原子进入硼烯边界区域，并形成稳定的一维银链。这一机制不仅解释了实验中不同界面结构的形成，也揭示了金属衬底原子参与二维材料外延生长和界面构筑的新方式。

　　该工作实现了一维硼烯/银金属横向界面的构筑，并从原子尺度揭示了其结构、成键特征和电子耦合机制。研究结果为理解二维材料与金属电极之间的接触行为提供了新的物理图像，也为解决二维器件中界面耦合和电子有效注入问题提供了新的思路。未来，通过调控衬底、界面应力和原子排列方式，有望进一步构筑特定的二维材料/金属界面，为低阻接触、混维异质结构和新型低维功能器件的设计提供基础。

　　该工作由中国科学院物理研究所、南开大学和山东农业大学等单位合作完成，相关研究成果以“Substrate-Induced One-Dimensional Borophene-Silver Hybridization”为题发表在《Journal of the American Chemical Society》上。中国科学院物理研究所陈岚研究员和南开大学胡振芃教授为共同通讯作者，高乾博士与黎文彬博士为共同第一作者。相关工作获得了科技部、国家自然科学基金、中国科学院项目等的支持。

　　论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c23239

图 在Ag(111)表面制备的四类一维硼烯—银金属横向界面