在近日发表在《Opto-Electronic Advances》的一篇新论文中，由深圳大学张晗教授领导的一个研究团队研究了硼量子点是否能在热性能上超过了石墨烯。

2004年，石墨烯的发现为二维材料的可能性打开了一道大门。自那以来，科学家们已发现了许多二维材料(如黑磷、过渡金属硫化物、拓扑绝缘体、MXene等）。但由于石墨烯有着优异的光电特性，它仍在被广泛的进行研究。缺陷少的纯单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前已知的最具潜力的导热材料。

由于材料的性质与其原子结构密切相关，因此人们可能会问是否存在热性质超过石墨烯的新材料。一些研究人员使用非平衡格林函数和第一性原理方法证明了硼烯的热性质电导率可以超过石墨烯，这意味着硼具有很高的热应用潜力。

由于硼烯的制备难度大，迄今为止还没有相关的热性能实验报告。在该研究论文中，张晗教授课题组描述了一种硼量子点的制备方法，并通过结合热光开关间接证明了硼材料的热性能。该结果已成功应用于全光调制器和激光工程领域。作者的实验证明，硼材料具有用于光热转换的前景，并且其导热性能超过了石墨烯。该研究小组正计划进一步研究硼烯的热性能。

张晗教授课题组提出了利用液相剥离法来制备这种硼量子点材料。他们使用高分辨率电子显微镜和原子力显微镜证明了成功制备出硼量子点。并用热成像记录和分析硼量子点的光热转换特性和稳定性。

实验结果表明，硼量子点具有优异的热稳定性。基于热光效应的全光调制器的响应时间与发热和热扩散密切相关。作者利用这种方法间接比较了硼材料与石墨烯的光热特性，并成功实现了全光相位和强度调制器。基于石墨烯的全光调制器的上升和下降时间分别为9.1ms和3.2ms。

在本文描述的实验中，基于硼量子点的全光调制器的上升和下降时间分别为1.1ms和1.3ms。这证明硼量子点的热性能优于石墨烯，需要进一步进行更多的研究。通过将构建的全光调制器应用于激光谐振腔，实现了光控调Q激光操作。与声光调制器和电光调制器在激光领域的应用相比，该工作表现出优异的单色性(0.04nm)和可控频率，在非线性变频和全光通信领域具有潜在的应用。（编译:Qtech）