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北京大學(xué)研究人員首次實現(xiàn)分米級單晶單層六方氮化硼的制備
信息來源：本站 | 發(fā)布日期： 2019-05-24 13:29:47 | 瀏覽量：960821
二維材料的興起為電子，光電子和光伏領(lǐng)域的潛在應(yīng)用開辟了巨大的可能性，因為它們具有更小尺寸，更高速度和更新的功能。而大面積、高質(zhì)量的基礎(chǔ)二維單晶材料（二維導(dǎo)體石墨烯，二維半導(dǎo)體過渡金屬硫族化合物、黑磷等以及二維絕緣體六方氮化硼）制備，是二維器件規(guī)?；瘧?yīng)用…
二維材料的興起為電子，光電子和光伏領(lǐng)域的潛在應(yīng)用開辟了巨大的可能性，因為它們具有更小尺寸，更高速度和更新的功能。而大面積、高質(zhì)量的基礎(chǔ)二維單晶材料（二維導(dǎo)體石墨烯，二維半導(dǎo)體過渡金屬硫族化合物、黑磷等以及二維絕緣體六方氮化硼）制備，是二維器件規(guī)?；瘧?yīng)用的核心。其中，六方氮化硼（hBN）具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，表面平整無懸鍵，是已知最好的二維絕緣體。然而，單晶二維六方氮化硼的尺寸一直是納米材料領(lǐng)域一個巨大的挑戰(zhàn)，主要因為三重對稱的六方氮化硼晶格在常規(guī)金屬襯底表面外延生長會出現(xiàn)反向晶疇，從而導(dǎo)致大量缺陷晶界產(chǎn)生。
北京大學(xué)劉開輝課題組與合作者經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，在通過特殊的退火工藝可以使工業(yè)銅箔轉(zhuǎn)化為與(110)晶面存在一定傾角的“鄰晶面”，并在該晶面上實現(xiàn)10 × 10 cm2單晶六方氮化硼單層薄膜的外延生長。各種表征手段與理論計算的結(jié)果表明外延生長的關(guān)鍵是Cu<211>臺階與六方氮化硼晶格氮截止鋸齒邊的耦合作用。該耦合作用可以打破反向晶疇取向優(yōu)勢，從而使所有晶疇取向以這個并且無縫拼接為整片單晶。
此前，對于絕大多數(shù)由兩種元素構(gòu)成的二維材料，一直難以實現(xiàn)規(guī)?；膯尉е苽洹１菊撐牡难芯砍晒ζ渌S材料的制備提供借鑒意義。
王理、徐小志、張磊寧、喬瑞喜為論文共同第一作者，劉開輝、丁峰、王竹君、白雪冬為論文通訊作者。該論文其他合作者包括：王恩哥、俞大鵬、江穎、張翼、吳施偉、高鵬、王文龍、李群仰、伍輝、Marc Willinger等。
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