h-BN俗称白石墨,其晶体结构和石墨相同,具有高度各向异性,可以通过机械剥离制备单层h-BN。由于表面平整,无悬挂健,化学稳定性好和介电特性好等原因,h-BN可用作石墨烯的高性能衬底,也可以和石墨烯形成异质结和超结构,在基础研究和器件探索方面具有重要应用潜力,是二维材料研究领域的重要热点。CVD方法是规模化制备h-BN的主要技术途径,常用催化剂为如铜、镍和铂等金属。由于形核密度高,先前报道的h-BN单晶尺寸普遍较小(<50 μm2)。微系统所团队发现通过在铜衬底中固溶一定比例的镍,可大幅度降低h-BN的成核密度,通过研究h-BN在合金衬底上的稳定性以及优化生长工艺参数,成功制备出达7500 μm2的高质量单层h-BN单晶畴,较文献报导高出约两个数量级。论文同时验证了单层和多层h-BN对屏蔽SiO2衬底影响,提高石墨烯载流子迁移率的作用。该研究进展为研发晶圆级h-BN、h-BN/石墨烯异质结和超结构奠定了重要实验基础。h-BN的优异特性还有望用于超导器件噪声机理的研究。
《Nature Communications》是Nature出版集团于2010年创刊的综合性网络期刊,涉及的研究领域覆盖自然科学各个学科。
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