研究背景
六方氮化硼 (hBN) 具有优异的理化特性，包括化学惰性、宽带隙 (~ 5.9 eV)、高绝缘、原子级平坦表面、高面内热导率等等。与天然的 hBN 相比，人工制备的 10B 或 11B 富集的 hBN 具有更高的热导率、更大的声子寿命和更大的中子吸收截面 (10B 富集)。这些特性使得同位素富集的 hBN 非常适用于纳米传热学、先进光子学和高性能固体中子探测器等领域。
目前，可用于生长高质量同位素富集 hBN 单晶的方法主要依赖于使用常压高温 (APHT) 法。该法一般选用昂贵的同位素富集的硼粉作为原料。由于高丰度和高纯度的同位素富集硼粉 (特别是 10B 粉) 难以获得，一般需要从美国进口，并且其一般应用于核工业，因而受到严格的出口管制。所以事实上造成了近年来国内同位素富集 hBN 单晶研究和应用方面明显落后于国外。
文章简介
表 1. 不同富集度硼源的成本。
图 1. 同位素富集的 hBN 单晶。(a) 常压高温金属溶剂法合成示意图；(b) 不同同位素含量 hBN 单晶的拉曼光谱。
图 2. 合成的同位素富集的 hBN 单晶形貌。(a)、(c) 和 (e) 金属锭上合成的同位素富集的 hBN 单晶的宏观照片；(b)、(d) 和 (f) hNatBN, h10BN 和 h11BN 单晶的光学显微镜图。图上的纹路为 hBN 单晶特有的、沿着 AC (扶手椅) 方向的“折阶”结构，而非裂纹。
图 3. 不同同位素含量 hBN 单晶的 X 射线衍射谱。(a) 在铁-铬金属溶剂下制备的同位素富集的 hBN 单晶的 X 射线衍射谱；(b) 包含 (0002) 峰在内的 X 射线衍射谱放大图。硼酸原料制备的 hBN 单晶被标记为 BA，而硼粉原料制备的 hBN 单晶被标记为 BPd。
论文信息
Low-cost growth of high-quality monoisotopic hexagonal boron nitride single crystals using a boric acid precursor
Ming Tian, Cui Ding, Hui Shi, Jun-peng Shu, Ruo-wang Chen, Md Al Shahriar Akash, Zhen-ning Hu, Nadia Afzal, Tao Lin and Neng Wan*（万能，东南大学）
J. Mater. Chem. C, 2024
https://doi.org/10.1039/D4TC02524E
作者简介
本文第一作者，东南大学集成电路学院博士研究生。目前从事六方氮化硼单晶的合成以及物性研究。
课题组欢迎有需求的科研同行索取单晶，并努力支持开展合作，可联系: wn@seu.edu.cn
期刊介绍
rsc.li/materials-c
J. Mater. Chem. C
| 2-年影响因子* | 5.7分 |
| 5-年影响因子* | 6.0分 |
| JCR 分区* | Q1 物理-应用 Q2 材料科学-跨学科 |
| CiteScore 分† | 10.8分 |
| 中位一审周期‡ | 29 天 |
Journal of Materials Chemistry A、B 和 C 报道材料化学各领域的高质量理论或实验研究工作。这三本期刊发表的论文侧重于报道对材料及其性质的新理解、材料的新应用以及材料合成的新方法。Journal of Materials Chemistry A、B 和 C 的区别在于所报道材料的不同预期用途。粗略的划分是，Journal of Materials Chemistry A 报道材料在能源和可持续性方面的应用，Journal of Materials Chemistry B 报道材料在生物学和医学方面的应用，Journal of Materials Chemistry C 报道材料在光学、磁学和电子设备方面的应用。
Editor-in-Chief
Natalie Stingelin
🇺🇸 佐治亚理工学院
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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)
📧 RSCChina@rsc.org
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