0.5微米氮化硼
石墨烯(graphene)和六方氮化硼(h-BN)結(jié)構(gòu)相似但電學性質(zhì)迥異。由于石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結(jié)在基礎研究和器件探索方面具有重要潛力,因而備受學術(shù)界關注。graphene/h-BN平面異質(zhì)結(jié)的制備一般采用依次沉積石墨烯和h-BN,或者相反次序來實現(xiàn),由于后續(xù)薄膜形核控制困難以及生長過程中反應氣體很容易對前序薄膜產(chǎn)生破壞,因而目前文獻報告graphene/h-BN平面異質(zhì)結(jié)的質(zhì)量不盡如人意。中科院上海微系統(tǒng)所信息功能材料國家重點實驗室的盧光遠、吳天如等人基于銅鎳合金襯底生長高質(zhì)量h-BN和石墨烯薄膜的研究基礎,通過先沉積h-BN單晶后生長石墨烯,成功制備了高質(zhì)量石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結(jié)。
由于銅鎳合金上石墨烯生長速度極快,較短的石墨烯沉積時間減小了對石墨烯薄膜生長過程中對h-BN薄膜的破壞。同時由于銅鎳合金優(yōu)異的催化能力,在提高氮化硼單晶結(jié)晶質(zhì)量的同時消除了石墨烯的隨機成核,使得石墨烯晶疇只在三角狀h-BN單晶疇的頂角處形核并沿著h-BN邊取向生長。課題組與美國萊斯大學Jun Lou教授等團隊合作,利用合作培養(yǎng)博士研究生計劃,在高質(zhì)量石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結(jié)的基礎上,以石墨烯作為接觸電極,h-BN作為絕緣襯底,制備了WSe2/MoS2二維光電探測器,驗證了石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結(jié)的質(zhì)量和電學性能,為基于該異質(zhì)結(jié)材料平臺開展基礎研究和二維邏輯集成電路應用探索提供了基礎。
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