二维一硫化硼：半导体与金属多晶型物

典型二维半导体——\uppercase\expandafter{\romannumeral3A} 族硫属化物，因其优异的电学、力学与化学性质而备受关注。然而，迄今为止，关于一硫化硼（BS）二元材料几乎未见报道。本文基于 $\emph{ab initio}$ 计算提出并讨论了四种二维 BS 薄片，即 $\alpha$-、$\beta$-、$\gamma$- 与 $\delta$-BS 薄片。先进的第一性原理计算表明，所有这些结构在热学与动力学上均稳定，暗示实验合成具有可行性。特别地，对于 $\alpha$-BS，其剥离能为 0.96 J m$^{-2}$，表明通过块体菱方-BS 的剥离制备 $\alpha$-BS 是可行的。我们的结果表明，$\alpha$-、$\beta$-、$\gamma$-BS 为半导体，而 $\delta$-BS 为金属体系。值得注意的是，我们的计算表明 $\delta$-BS 是超导体，具有大电声耦合（$\lambda$ = 1.51），导致高超导临界温度（$T_c$ $\approx$ 21.56 K），这是所有二维 \uppercase\expandafter{\romannumeral3A} 族硫属化物中首次报道的本征超导性质。所需的力学与电子性质使 BS 薄片成为未来纳米电子学应用中极具前景的二维材料。