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      二維hBN的結構、性質及應用綜述(下)

      文章出處: 天元航材    責任編輯: 天元化工新材廠家    發布時間:2024-01-17 09:50:39    點擊數:0    【
      [導讀]: 六方氮化硼,具有良好的電絕緣性、導熱性、耐化學腐蝕性和潤滑性,并具有很強的中子吸收能力,幾乎對所有的有機溶劑及腐蝕性化學物質都是相對穩定的,本文我們介紹了包括h-BN的合成、性質、新物...

      二維hBN的結構、性質及應用綜述(下)

      天元航材作為國內具有50余年生產制作工藝沉淀的化工廠家,我們的主營產品有六方氮化硼,具有良好的電絕緣性、導熱性、耐化學腐蝕性和潤滑性,并具有很強的中子吸收能力,幾乎對所有的有機溶劑及腐蝕性化學物質都是相對穩定的,本文我們介紹了包括h-BN的合成、性質、新物理、應用和異質結構方面的最新研究進展和發現。特別強調了h-BN及其異質結構的合成、生長和加工,以及由于h-BN的特殊性質而產生的潛在和新興應用。

      h-BN由于其廣泛的應用范圍、奇異的性質和二維體積性質的相關性,已成為二維類中最有前途的材料之一。在過去的十年中,人們進行了廣泛的探索,以建立和理解h-BN的幾個關鍵方面,包括但不限于高質量的h-BN生長、通過結構修飾和異質結構形成對功能特性的可調性,以及開發這些特性在各種領域的進一步應用。本綜述全面介紹了與匯豐銀行相關的最重要和最新發展。本綜述特別關注于理解從塊體到二維形式的屬性調制的潛在原因。此外,通過摻雜、功能化、異質結構和納米復合材料的形成對二維 h-BN的這些特性進行調制,徹底改變了h-BN在本綜述中介紹的應用。

      h-BN研究的未來及其實際應用關鍵取決于合成工藝的創新,以生產大面積、無缺陷、高質量的h-BN 二維板材。在過去五年中,從兩個方向(自上而下和自下而上)采取了幾種方法,以解決h-BN合成和放大過程中的一些關鍵瓶頸。剝落、熱分解、不同的生長方法、低溫生長等過程都有其優缺點,這對于理解特定應用至關重要。與CVD和PVD方法相比,機械和化學剝離是相對較低成本和較不復雜的技術。在這些技術中,機械劈裂提供了質量最好的h-BN薄片,其厚度可以與單層一樣薄,但除了產生較小的薄片尺寸外,還存在產量相對較低的問題,并且在層數上缺乏控制。球磨技術展示了在基底上實現h-BN薄片大覆蓋的潛力,以及通過機械力化學方法功能化h-BN薄片的可能性,但在橫向尺寸方面也有限制:與CVD獲得的尺寸相比,這些尺寸往往較小。球磨還帶來了在h-BN結構中產生無意缺陷的挑戰。

      另一方面,與大多數其他去角質技術相比,最新的圖像方法提供了更高的產量、減少的去角質時間和能源消耗,從而顯示出對h-BN薄片商業生產的一些希望。盡管如此,該技術仍然存在微米尺度內的薄片尺寸問題,這給實現單層結構帶來了挑戰。然而,探索溶劑層相互作用優化以合成具有最小厚度和缺陷的大h-BN納米片的化學剝離可能有助于克服這些障礙。CVD技術顯示了生長大面積和高結晶度h-BN的優勢。最近,單晶單分子膜已在單晶金屬上成功地在晶圓規模上合成。迄今為止報道的最高質量的h-BN薄片是在金屬襯底上生長的。然而,當前用于后續轉移過程的方法通常會降低膜質量并導致污染。此外,大多數工藝的生長溫度通常非常高(>1000℃),這會增加能耗。為了實現CVD過程中的可控生長,需要考慮并仔細調整許多參數,如前體和襯底選擇、前體和金屬溫度、氣體成分及其百分比、反應時間、壓力等。所有這些因素都阻礙了CVD生長h-BN的大規模生產和廣泛應用。 

       

      在所有的PVD技術中,脈沖激光沉積(PLD)方法顯示出在相對較低的溫度下在非金屬襯底上生長大規模h-BN的最佳潛力。然而,報道的h-BN晶粒尺寸仍然比CVD生長的小得多。由于襯底在外延生長中起著非常重要的作用,因此應將重點放在與h-BN晶格相似的襯底上,如金剛石,以提高h-BN的結晶度和質量。然而,高溫生長技術受到催化基質、額外轉移過程(通常影響h-BN納米片的質量)和過量熱能的影響,這會阻礙其在高性能器件中的使用。h-BN的性能通常受到界面污染的嚴重影響,這是器件級應用中的另一個主要問題。

      盡管過去十年來h-BN的研究取得了驚人的進展,但h-BN的未來仍有很大的創新空間。將實驗和計算相結合的整體方法將為h-BN和h-BN異質結構器件的結構和功能設計的發展開辟新的機遇。除了對h-BN固有結構、電子和光學特性的調制進行富有洞察力的探索外,還將大大有助于實現這種非凡材料的真正潛力,這種材料在商業領域的未來應用前景廣闊。

      有對六方氮化硼感興趣的小伙伴,歡迎留言咨詢小編!

       

       

       

       

       

       

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