可以自对准生长的h-BN单晶阵列

Electronicfulei二维六方氮化硼(h-BN)具有原子级平滑、无悬挂键和无电荷陷阱的表面,用作场效应晶体管(FETs)栅极绝缘层时较传统的SiO2更利于发挥沟道材料的性能。但前人制得的h-BN均为多晶膜或无序分布的单晶。多晶h-BN膜存在大量的晶界和缺陷且易产生电荷陷阱;无序分布的h-BN单晶不便于后续的器件集成及定位加工。最近,武汉大学化学与分子科学学院付磊教授的研究团队创新性地利用液态金属的流动特性,在其表面通过化学气相沉积法(CVD)首次实现了h-BN单晶阵列的自对准生长。

在液态金属表面获得的h-BN单晶尺寸均一,且在生长过程中会自发地组装成高度有序的阵列。通过系统地表征及分析,他们发现这种自对准阵列的每个h-BN单晶的空间取向都是一致的,并且位置分布也非常均匀。经测试,h-BN单晶表现出非常好的绝缘性,且单晶之间没有交叠,因此阵列中的每个h-BN单晶均可以作为独立的FETs器件构筑单元。

这种尺寸均一、取向一致且分布均匀的自对准h-BN单晶阵列的获得不仅是h-BN可控生长方面的突破,更为重要的是,这项研究为石墨烯等二维材料的FETs器件提供了高质量的独立栅极绝缘层,为实现FETs器件高度集成进行了初步的探索。此外,他们还首次观察到了圆形的h-BN单晶。相关成果发表于Advanced Electronic Materials(doi/10.1002/aelm.201500223)上。

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