研究目的
开发具有成本效益、可扩展且高质量的六方氮化硼(h-BN)层生长技术,重点研究体相溶解物质在h-BN化学气相沉积中的作用以及溶解氧与碳的平衡。此外,改进原位生长h-BN从铁基底表面的转移工艺,并展示其作为集成(光)电子器件制造中石墨烯?;げ愕挠τ?。
研究成果
该研究成功开发出一种经济高效、可扩展且高质量的水平氮化硼(h-BN)层生长技术,证明了体相溶解物质在h-BN化学气相沉积(CVD)中的重要作用。改进的转移方法以及将h-BN作为石墨烯?;げ愕挠τ茫瓜粤似湓诩桑ü猓┑缱悠骷圃熘械那绷?。
研究不足
该过程需要仔细控制铁箔中溶解氧与碳的平衡。虽然转移方法有所改进,但仍面临与h-BN和铁表面强相互作用相关的挑战。
1:实验设计与方法选择:
采用铁箔作为催化化学气相沉积(CVD)制备h-BN的材料,重点研究体相溶解物质的作用。
2:样品选择与数据来源:
使用商用多晶铁箔,经清洁后直接使用或氧化处理。
3:实验设备与材料清单:
定制冷壁CVD系统,配备碳化硅涂层石墨加热器,以环硼氮烷为h-BN前驱体,并使用多种气体(氩气、氨气、氢气)。
4:实验步骤与操作流程:
包括铁箔生长前预处理、在选定气体氛围中退火、引入环硼氮烷进行h-BN生长以及快速冷却。
5:数据分析方法:
光学显微镜、拉曼光谱、选区电子衍射(SAED)、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)、能量色散X射线光谱(EDX)和扫描电子显微镜(SEM)。
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Fe foils
Goodfellow
Used as catalytic substrates for the CVD growth of h-BN.
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SiC-coated graphite heater
Used in the custom cold-wall CVD system for heating.
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borazine
Fluorochem
Used as the h-BN precursor in the CVD process.
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mass flow controller
MKS
Used to control the flow of borazine into the chamber.
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poly(bisphenol-A-carbonate)
Used as a temporary polymer support for h-BN transfer.
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TEM grids
Agar Scientific
Used to pick up the PMMA/h-BN for TEM analysis.
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polymethyl methacrylate
A4
MicroChem
Used as a support for h-BN during transfer to TEM grids.
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trimethylaluminium
Used as a precursor for PEALD of alumina.
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