成果介绍
具有可精确控厚度的六方氮化硼（hBN）绝缘薄膜是调制电子器件中各种界面的理想电介质元件。为了实现这一目标，具有可控原子配置的高质量hBN必须能够与器件中的各种材料形成原始界面。然而，先前报道的厚度均匀大规模hBN薄膜要么是多晶的，要么不适合通过机械剥离进行原子级清洁组装，限制了它们在器件技术中的应用。
有鉴于此，近日，韩国浦项科技大学Cheol-Joo Kim和中科院深圳先进技术研究院丁峰教授（共同通讯作者的）等合作报道了利用化学气相沉积技术在Ge（110）衬底上大规模生长单层（ML）单晶hBN薄膜。邻位Ge（110）衬底用于hBN的台阶定向外延生长，其中Ge原子台阶作为hBN成核位点，引导多个hBN晶畴的单向排列。密度泛函理论计算表明，在hBN边缘和Ge表面进行最佳的氢气钝化处理，可以实现hBN和Ge台阶边缘之间的外延耦合，最终的hBN薄膜具有单晶性。利用外延生长的ML hBN薄膜，通过层层组装工艺制备了几种具有可控堆叠顺序和原始界面的hBN薄膜。这些薄膜作为高质量的电介质，增强了石墨烯和MoS2沟道中的载流子输运。
图文导读
图1. hBN与Ge原子台阶之间的外延关系。
图2. 氢分压对hBN晶体取向的影响。
图3. 单晶hBN的晶圆级形成。
图4. hBN与Ge之间结合能的DFT计算。
图5. 单晶hBN薄膜的应用。
文献信息
Step-Directed Epitaxy of Unidirectional Hexagonal Boron Nitride on Vicinal Ge(110)
（Small Struct., 2024, DOI:10.1002/sstr.202400297）
文献链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sstr.202400297
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