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低能离子轰击对表面波等离子体中六方氮化硼薄膜结构影响的研究
摘要： 采用高密度表面波等离子体源，在氦、氢、氮、氩和三氟化硼的混合气体中，通过低能离子辐照的高离子通量条件沉积六方氮化硼（hBN）薄膜。通过给衬底施加负或正偏压，将离子能量控制在约零至100电子伏特之间，同时通过将衬底置于扩散等离子体的上游来增加离子通量。对于离子能量高于约37电子伏特的情况，薄膜结构更多取决于离子能量而非衬底温度，这是典型的亚植入过程特征。因此，傅里叶变换红外光谱和X射线衍射表征显示，薄膜中sp2键合相的结构有序度和结晶度随离子能量降低而提高，而X射线反射率表征表明薄膜的质量密度保持相对较高且对离子能量的依赖性较小。
关键词： 表面波等离子体，傅里叶变换红外光谱（FTIR），化学气相沉积（CVD），六方氮化硼（hBN），X射线衍射（XRD），X射线反射率（XRR）
更新于2025-09-23 15:21:21
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六方氮化硼纳米颗粒增强的生物聚合物纳米复合材料的结构、形貌与介电性能
摘要： 采用溶液浇铸法制备了六方氮化硼纳米颗粒（h-BNNPs）/壳聚糖（CS）/羟丙基甲基纤维素（HPMC）三元纳米复合材料，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）进行表征。研究了CS/HPMC/h-BNNP纳米复合薄膜的介电性能随频率和温度的变化关系，在CS/HPMC混合基质中h-BNNP含量为5 wt%时获得了约1200的最大介电常数。结构、形貌和热学研究表明，h-BNNPs与CS和HPMC之间存在良好的相互作用。
关键词： 六方氮化硼，介电研究，溶液浇铸法，生物聚合物
更新于2025-09-23 15:21:21
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孔径工程与外加电场对碱金属原子和离子在原始及含缺陷六方氮化硼（h-BN）片层中可控渗透的协同效应
摘要： 研究了碱金属原子和离子在有无水和电场条件下，通过正常及缺陷六方氮化硼的渗透与选择性。缺陷类型包括单原子空位（VB & VN）、双原子空位（VBN）和三原子空位（VN2B）。h-BN片层中孔隙（缺陷）的形貌与尺寸显著影响能垒。结果表明具有合适孔径的h-BN片层对Li/Li+具有良好的选择性。锂原子通过VN2B-h-BN的渗透几乎是无势垒过程（1.75 kcal mol?1）。此外，VBN h-BN纳米片在室温下能选择性允许锂原子通过，最高选择性比达1.58 × 1013。水分子的存在会提高碱金属原子的渗透势垒，其对缺陷h-BN纳米片上碱金属原子渗透的影响比碱金属离子更为显著。垂直于h-BN片层施加的电场可进一步降低渗透势垒，例如在H2O–VB h-BN–H2O体系中，电场使锂渗透的能垒从34 kcal mol?1降至31 kcal mol?1。这些研究可拓展至探究多孔六方氮化硼纳米片对其他金属原子和离子的分离能力。
关键词： 电场、渗透、水分子、碱金属原子、六方氮化硼、缺陷、离子、选择性
更新于2025-09-23 15:21:01
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由边界势和磁场调控的石墨烯/六方氮化硼电子结构与输运性质
摘要： 我们研究了最稳定构型下晶格匹配的石墨烯/h-BN双层体系的能带结构。提出了一种通过边界势单独调控边缘态的有效方法。研究表明，边界势不仅能移动和形变边缘能带，还能改变能隙大小。我们还探究了磁场作用下石墨烯/h-BN的输运特性，发现边界势可改变边缘态的分布，从而引发量子化电导的有趣演化。
关键词： 能隙、输运性质、晶格匹配的石墨烯/六方氮化硼、边界势
更新于2025-09-23 15:21:01
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h-BN薄膜厚度随不同取向镍单晶衬底生长的依赖性
摘要： 近年来，二维材料的化学气相沉积已成为研究热点，因其是制备可用于器件制造的薄膜的可扩展工艺。关于六方氮化硼（h-BN）在金属催化剂基底上的生长机制，既有研究认为是表面能驱动或扩散驱动。本工作通过调控镍单晶基底的晶向，在CVD系统中生长h-BN以阐明生长机制中的竞争作用力。我们发现h-BN薄膜厚度取决于镍基底取向：从(100)晶面到(111)晶面生长速率递增，而在(110)晶面达到最高值。这些现象与不同镍晶向的表面反应活性及扩散能力差异相关。硼和氮从镍体相扩散并析出形成多层h-BN薄膜。本研究阐明了此前被归因于表面能驱动的h-BN CVD生长机制。
关键词： 表面扩散、电子背散射衍射、生长机制、六方氮化硼
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过铯吸附和插层修饰铱(111)基底上六方氮化硼的几何与电子结构
摘要： 外延生长的六方氮化硼(hBN)在Ir(111)基底上会因碱金属原子的吸附与插层作用发生显著改变。从几何结构看，插层作用使二维层状结构脱离基底，并减弱了与金属基底直接接触产生的特征性起伏。此外，带电粒子在hBN层附近的聚集会强烈改变其电子结构（价带和芯能级）。我们采用扫描隧道显微镜、低能电子衍射、X射线光电子能谱(XPS)及X射线驻波技术，研究了Cs吸附与插层引发的原子结构变化。 根据制备条件，碱金属原子可能以有序或无序方式存在于hBN层的顶部或底部。吸附态Cs不会显著改变hBN/Ir(111)的形貌，而插层Cs则能使二维片层解耦并消除其起伏结构。XPS和角分辨光电子能谱显示，电子态向更高结合能方向移动，且这种偏移随吸附/插层Cs密度增加而增强。在最致密相中，Cs同时以插层和吸附形式存在于hBN上，使六方氮化硼的电子态移动达3.56 eV。由于该偏移不足以使导带低于费米能级，其电子带隙必然大于5.85 eV。
关键词： 六方氮化硼、铯吸附、电子结构、几何结构、插层作用
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用红外衰减全反射显微光谱技术探测双曲极化激元
摘要： 双曲极化激元模式在纳米光子学领域具有广泛应用前景，包括表面增强传感、亚衍射成像和可重构超表面等。本研究证明，采用标准光谱仪的衰减全反射（ATR）显微光谱技术可在Kretschmann-Raether构型中激发双曲极化激元。我们测量了天然双曲材料六方氮化硼中多种双曲模与介电模随不同同位素富集度及薄片厚度的变化规律，从而克服了基于纳米结构或散射式扫描近场光学显微镜测量方法的技术难题。该ATR方法最终使我们能系统比较不同制备技术获得的小尺度材料的光学特性。
关键词： 双曲极化激元、红外衰减全反射显微光谱、六方氮化硼、克雷奇曼-拉埃特构型
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用激光烧蚀法制备的掺杂金纳米粒子的PMMA-BN复合材料
摘要： 作为一类层状材料，二维（2D）材料因其固有特性在下一代纳米技术器件中的应用而受到全球广泛关注。我们日常生活中随处可见含碳的二维材料，例如石墨、金刚石等。当前正通过结合二维材料与聚合物来制备新型功能材料的研究也在进行中。六方氮化硼（h-BN）作为一种二维材料被分散于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚苯乙烯（PS）中。经聚合物包覆的h-BN复合材料展现出更高导热性和更强机械强度等性能提升。本研究合成了PMMA、h-BN与金纳米颗粒的复合材料。通过在丙酮中采用纳秒激光烧蚀法（室温条件下持续120分钟）制备了氮化硼纳米结构。将PMMA颗粒溶于丙酮溶剂后，与h-BN及金胶体溶液混合制得PMMA薄膜。采用扫描电子显微镜（SEM）和紫外-可见光谱对制备的复合薄膜进行表征。这类独特的二维纳米复合材料为未来电子器件及纳米复合材料相关应用领域展现了开发潜力。
关键词： 金纳米颗粒、纳米复合材料、二维材料、聚甲基丙烯酸甲酯、激光烧蚀、六方氮化硼
更新于2025-09-23 15:19:57
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中红外光照下中性石墨烯-hBN范德华异质结构中的超长载流子寿命
摘要： 石墨烯/六方氮化硼（hBN）异质结构是太赫兹波段器件（如基于带间跃迁的发射器和光电探测器）极具前景的活性材料。其性能依赖于较长的载流子寿命。然而在高能状态下，当存在大量非平衡载流子时，石墨烯中的载流子复合过程具有亚皮秒量级的特征时间。近期研究在石墨烯/hBN异质结构中发现了一种新通道——通过发射具有皮秒衰减时间的hBN双曲声子极化激元（HPhP）实现载流子复合。本研究采用中红外光电导测量技术，报道了低密度、低能量光激发载流子在石墨烯/hBN齐纳-克莱因晶体管中约30皮秒的载流子寿命。我们进一步证明：当施加有限偏压和/或红外激发功率引发HPhP弛豫时，载流子寿命可从约30皮秒（归因于带间俄歇过程）缩短至几皮秒。该研究为利用石墨烯/hBN异质结构实现太赫兹激光器、高灵敏度太赫兹光电探测以及声子极化激元光学应用开辟了新途径。
关键词： 光电探测器、中红外、声子极化激元、范德华异质结构、太赫兹、石墨烯、载流子寿命、六方氮化硼
更新于2025-09-23 15:19:57
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无需转换的高效宽带激光光扩散器，适用于高亮度照明应用
摘要： 激光二极管是高效光源。然而，当前最先进的基于激光二极管的照明系统依赖光转换无机磷光材料，这些材料因能量损耗、饱和效应、热降解及低辐照度水平，严重限制了效率、寿命和可实现的光输出。在此，我们展示了一种宏观扩展的三维扩散器，其由壁厚为纳米级的互联中空六方氮化硼微管构成，这种人工固态雾状结构能承受约10倍于远程磷光的辐照度水平。与磷光材料不同，该扩散器无需进行光转换，仅依靠高度多孔（>99.99%）非吸收性纳米结构实现强宽带（全可见光范围）无损多次光散射事件，从而获得约98%的效率。这有望释放激光在高亮度照明应用中的潜力，如汽车前照灯、投影技术或大型空间照明。
关键词： 高亮度照明、固态照明、光扩散器、激光二极管、六方氮化硼
更新于2025-09-23 15:19:57