B63：二重芳香族性を備えた最も安定した二重層構造

理論的に予測され、実験的に観察された二重層B48クラスターの出現、およびAGおよびCU表面の二重層ボロフェンシートの最近の実験合成は、ボロンクラスターの二重層構造に途方もない好奇心を生み出しました。ただし、二重層のホウ素クラスターと二層ボロフェンとの関係は不明のままです。遺伝的アルゴリズムと密度の官能理論計算を組み合わせることにより、B63クラスターの低エネルギー構造のグローバルな検索が行われ、3つの層間B-B結合を持つCS二重層構造が最も安定した二重層構造であることが明らかになりました。この構造は、その構造の安定性、化学結合、および芳香族性の観点からさらに調べられました。興味深いことに、層間結合は強い電気陰性度と堅牢な芳香族性を誘導します。さらに、デュアル芳香族性は、σ電子とπ電子の両方の仮想翻訳遷移に由来する珪藻体に由来します。この前例のない二重層のホウ素クラスターは、二重芳香族性の概念を豊かにし、二重層のボロフェンの潜在的な前駆体として機能すると予想されています。

The emergence of a bilayer B48 cluster, which has been both theoretically predicted and experimentally observed, as well as the recent experimental synthesis of bilayer borophene sheets on Ag and Cu surfaces, has generated tremendous curiosity in the bilayer structures of boron clusters. However, the connection between bilayer boron cluster and bilayer borophene remains unknown. By combining a genetic algorithm and density functional theory calculations, a global search for the low-energy structures of the B63 cluster was conducted, revealing that the Cs bilayer structure with three interlayer B-B bonds is the most stable bilayer structure. This structure was further examined in terms of its structural stability, chemical bonding, and aromaticity. Interestingly, the interlayer bonds induce strong electronegativity and robust aromaticity. Furthermore, the dual aromaticity stems from diatropic currents originating from virtual translational transitions for both σ and π electrons. This unprecedent bilayer boron cluster is anticipated to enrich the concept of dual aromaticity and serve as a potential precursor for bilayer borophene.