ACS Nano:可扩展六方氮化硼/石墨烯双层莫尔材料的外延插层生长

有鉴于此,近日,日本NTT基础研究实验室Wang Shengnan等展示了具有高纯度莫尔相的六方氮化硼(hBN)/石墨烯双层的一锅化学气相沉积生长。石墨烯在氢封端hBN模板下的外延插层导致聚合层间角小于0.5°。与大于0.5°的角度相比,接近0°堆叠角度的可能性几乎高出2个数量级。由于受到顶部hBN层的保护,与单层石墨烯相比,双层石墨烯的载流子迁移率显著增强。本文的研究工作提出了一种具有高均匀性和可控层间旋转的hBN/石墨烯双层的大面积制备方法,有望推动高质量vdW异质结的生产发展。

ACS Nano:可扩展六方氮化硼/石墨烯双层莫尔材料的外延插层生长

成果介绍

具有特定层间角度的垂直堆叠2D范德华(vdW)异质结表现出特殊的物理性质。如今,大多数堆叠层是通过机械剥离然后以微米空间精度进行精确转移和对准来制造的。这种严格的样品制备成分限制了器件制造的产率和器件性能的重复性。

有鉴于此,近日,日本NTT基础研究实验室Wang Shengnan等展示了具有高纯度莫尔相的六方氮化硼(hBN)/石墨烯双层的一锅化学气相沉积生长。石墨烯在氢封端hBN模板下的外延插层导致聚合层间角小于0.5°。与大于0.5°的角度相比,接近0°堆叠角度的可能性几乎高出2个数量级。由于受到顶部hBN层的保护,与单层石墨烯相比,双层石墨烯的载流子迁移率显著增强。本文的研究工作提出了一种具有高均匀性和可控层间旋转的hBN/石墨烯双层的大面积制备方法,有望推动高质量vdW异质结的生产发展。

图文导读

ACS Nano:可扩展六方氮化硼/石墨烯双层莫尔材料的外延插层生长

图1. hBN/G双层异质结的生长。

ACS Nano:可扩展六方氮化硼/石墨烯双层莫尔材料的外延插层生长

图2. 厘米大小hBN/G双层薄膜的表征。

ACS Nano:可扩展六方氮化硼/石墨烯双层莫尔材料的外延插层生长

图3. hBN/G的堆叠几何形状。

ACS Nano:可扩展六方氮化硼/石墨烯双层莫尔材料的外延插层生长

图4. 对齐的hBN/G双层的堆叠构型。

ACS Nano:可扩展六方氮化硼/石墨烯双层莫尔材料的外延插层生长

图5. hBN/G双层薄膜的光学和电学特性。

文献信息

Epitaxial Intercalation Growth of Scalable Hexagonal Boron Nitride/Graphene Bilayer Moiré Materials with Highly Convergent Interlayer Angles

(ACS Nano, 2021, DOI:10.1021/acsnano.1c03698)

文献链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c03698

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