石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結(jié)研究獲進展

2021-07-22 09:23:10

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上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結(jié)研究取得新進展，研究員謝曉明的研究團隊采用化學氣相沉積（CVD）方法成功制備出單原子層高質(zhì)量石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結(jié)，并將其成功應用于WSe2/ MoS2二維光電探測器件。研究論文 Synthesis of High-Quality Graphene and Hexagonal Boron Nitride Monolayer In-Plane Heterostructure on Cu–Ni Alloy于5月19日在 Advanced Science上發(fā)表。氮化硼

石墨烯（graphene）和六方氮化硼（h-BN）結(jié)構(gòu)相似但電學性質(zhì)迥異。由于石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結(jié)在基礎(chǔ)研究和器件探索方面具有重要，因而學術(shù)界關(guān)注。graphene/h-BN 平面異質(zhì)結(jié)的制備一般采用依次沉積石墨烯和h-BN，或者相反次序來實現(xiàn)，由于后續(xù)薄膜形核控制困及生長過程中反應氣體很容易對前序薄膜產(chǎn)生破壞，因而目前文獻報告 graphene/h-BN 平面異質(zhì)結(jié)的質(zhì)量不盡如人意。上海微系統(tǒng)所信息功能材料國家重點實驗室的盧光遠、吳天如等人基于銅鎳合金襯底生長高質(zhì)量 h-BN 和石墨烯薄膜的研究基礎(chǔ)，通過先沉積 h-BN 單晶后生長石墨烯，成功制備了高質(zhì)量石墨烯/h-BN 平面異質(zhì)結(jié)。由于銅鎳合金上石墨烯生長速度快，較短的石墨烯沉積時間減小了對石墨烯薄膜生長過程中對h-BN薄膜的破壞。同時由于銅鎳合金優(yōu)異的催化能力，在提高氮化硼單晶結(jié)晶質(zhì)量的同時消除了石墨烯的隨機成核，使得石墨烯晶疇只在三角狀 h-BN 單晶疇的頂角處形核并沿著 h-BN 邊取向生長。課題組與美國萊斯教授 Jun Lou 等團隊合作，利用合作培養(yǎng)博士研究生計劃，在高質(zhì)量石墨烯/h-BN 平面異質(zhì)結(jié)的基礎(chǔ)上，以石墨烯作為接觸電，h-BN 作為緣襯底，

無水硼砂