元素百科介绍石墨烯/六方氮化硼平面异质结的研究进展。中国科学院上海微系统与信息技术研究所石墨烯/六方氮化硼平面异质结研究取得新进展。谢晓明领导的研究团队采用化学气相沉积(CVD)该方法成功制备了单原子层优质石墨烯/六方氮化硼平面异质结,并成功应用于WSE2/MoS2 二维光电探测器件。Synthesisis研究论文 of High-Quality Graphene and Hexagonal Boron Nitride Monolayer In-Plane Heterostructure on Cu–Ni Alloy 5月19日,Advanceded 发表在Science上。

石墨烯(graphene)六方氮化硼(h-BN)结构相似,但电学性质不同。由于石墨烯/六方氮化硼平面异质结在基础研究和器件探索方面具有重要潜力,因此引起了学术界的广泛关注。
graphene/h-BN平面异质结的制备一般采用依次沉积石墨烯和h-BN,或者实现相反的顺序。由于后续薄膜核控制困难,生长过程中反应气体容易损坏前续薄膜,目前的文献报告graphene/h-BN平面异质结质量不尽如人意。陆光远、吴天如等上海微系统信息功能材料国家重点实验室基于铜镍合金衬底生长优质H-BN和石墨烯薄膜的研究基础,成功制备了优质石墨烯/h-BN平面异质结。由于石墨烯在铜镍合金上的生长速度非常快,石墨烯沉积时间较短,减少了对石墨烯薄膜生长过程中h-BN薄膜的破坏。同时,由于铜镍合金优异的催化能力,石墨烯的随机成核在提高氮化硼单晶晶体质量的同时被消除,使石墨烯晶体类只在三角形h-BN单晶类的顶角形成核,并沿h-BN边缘生长。研究小组和美国莱斯大学教授Junn Lou等团队合作,利用合作培养博士计划,在优质石墨烯//h-在BN平面异质结的基础上,以石墨烯为接触电极,h-作为绝缘衬底,BN制备了WSE2/ MoS2 二维光电探测器验证了石墨烯/h-BN平面异质结的质量和电气性能,为基于异质结材料平台的基础研究和二维逻辑集成电路应用探索提供了基础。
该工作得到了科技部重大专项“晶圆石墨烯电子材料及设备研究”和中国科学院和上海市科委相关研究计划的资助。

