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Hexagonales Bornitrid in Atomqualität und sein Heteroübergang

Aug 27, 2020

Hexagonales Bornitrid (h-BN)ist eine Art zweidimensionales Isoliermaterial mit großer Bandlücke. Seine Struktur ähnelt Graphen, aber die Bandlücke beträgt ~ 6 ev. Zusätzlich zu der zweidimensionalen und instabilen Oberflächenstruktur von bn-h weist es auch hervorragende mechanische Eigenschaften auf, wie zweidimensionale (2D) und chemische (2D) Bindungen. Aufgrund der hyperbolischen optischen Eigenschaften und der Phononenschwingungseigenschaften weisen sie diese auf sind weit verbreitet in nichtlinearen Optiken, Ultraviolettlasern / -detektoren, Nahfeldoptiken / Bildgebung und Schutzschichtmaterialien. Zusätzlich kann h-BN als dielektrische Schicht, Tunnelschicht, Schutzmaterial und andere zweidimensionale Materialien verwendet werden, um einen Heteroübergang zu bilden, wodurch verschiedene neue Eigenschaften und Anwendungen in optisch / elektronischen Vorrichtungen gezeigt werden. Obwohl es einige Fälle des Wachstums von h-BN-Einkristallfilmen mit Wafer-Level (4 Zoll) gibt, sind das Wachstumsprinzip, die Technologie, das Verfahren und die Ausrüstung derzeit nicht ausgereift genug, insbesondere hinsichtlich des Wachstumsmechanismus, der Regulationsmethode und der Heterostruktur von großen Bereich Einkristallfilme. Darüber hinaus wurde h-BN als neues Phononenmaterial und nichtlineares Beziehungsmaterial in den Bereichen Einzelphotonenemission, optische Nahfeldabbildung und hyperbolische Linse immer mehr Beachtung geschenkt.

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Seit 2012 hat die Forschungsgruppe von Professor Hu Ping An, Fakultät für Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, Harbin Institute of Technology / Schlüssellabor des Bildungsministeriums des Bildungsministeriums, die Führung bei der Erforschung des Wachstumsmechanismus und der Regulierungsmethode übernommen und Herstellung von großflächigen Einkristallfilmen aus h-BN und hat eine Reihe von ursprünglichen Errungenschaften erzielt. Kürzlich wurde er von adv eingeladen. mater. Um eine lange Übersicht mit dem Titel&"atomar dünnes hexagonal geborenes Nitrid und seine Heterostrukturen GG" zu schreiben. In dieser Übersicht werden eine Reihe von Errungenschaften in Bezug auf die Regulierung des h-BN-Wachstums und optoelektronische Bauelemente zusammengefasst (DOI: 10.1002 / adma.202000769). In diesem Artikel wird vorgeschlagen, dass die Kontrolle der Oberflächengrenzflächeneigenschaften der Schlüssel zum Wachstum von ist Einkristallfilme im großen Maßstab. Die epitaktische Beziehung zwischen h-BN und Substrat wird offenbart. Der Schlüssel zur Realisierung großflächiger Einkristall-Dünnfilme besteht in der Kontrolle der Orientierungskonsistenz von h-BN-Kristalldomänen. Die Größe von Einkristallfilmen kann verbessert werden, indem die Domänengröße des Einkristallkatalysators unter Verwendung von Einkristallmetall und Flüssigmetallsubstrat vergrößert wird. Gleichzeitig ist auf der Grundlage der Wachstumsregulierung von Einkristall-Dünnfilmen das direkte Wachstum anderer zweidimensionaler Materialien zur Bildung einer Heteroübergangsstruktur die Grundlage für den Bau von Hochleistungs-Heteroübergangsvorrichtungen und die Erforschung neuer physikalischer Phänomene und Gesetze. Auf der Grundlage von h-BN und seiner Heteroübergangsstruktur fasst dieser Aufsatz die Anwendung von h-BN in elektrischen und optoelektronischen Bauelementen detailliert zusammen, insbesondere die faszinierenden Eigenschaften und einzigartigen Vorteile von h-BN als nichtlineare optische und Phononenmaterialien. Es wird darauf hingewiesen, dass dies in Zukunft die neuen Anwendungsfelder von h-BN sein werden.