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六方氮化硼中光子拓扑转变诱导的角向光学透明性
摘要： 已研究了六方氮化硼在四个光子拓扑转变点的传输特性。研究揭示了一个有趣的结果：在12.0494微米波长下可实现角度光学透明。数值结果表明，在正入射条件下，该透明窗口具有4°的角半高全宽，且光学透射率高于0.9。此外，在角半高全宽小于20°的情况下，波长跨度约为230纳米。这些特性可能使六方氮化硼在隐私屏幕和光学探测器应用中具有前景。
关键词： 六方氮化硼，光子拓扑转变，角向透明性
更新于2025-09-10 09:29:36
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六方氮化硼封装的双层石墨烯中的界面态
摘要： 电子和空穴支路开始导通时的阈值电压可提供能隙值或带隙中界面态的信息。我们测量了由六方氮化硼封装的双层石墨烯的电导率随背栅和顶栅的变化情况（其中另一片双层石墨烯用作顶栅）。根据测得的电导率，在假设零界面陷阱态的前提下提取出输运能隙值，这些值与理论预期能隙值接近。通过微小差异还估算出带隙内单位能量界面态平均密度（Dit）。数据清晰表明：Dit并非恒定不变，而是随着双层石墨烯能隙增大而减小。尽管存在递减趋势，但有趣的是带隙内总界面态数量却随能隙增大呈线性增长——这是因为即使没有能隙时仍有约2×101? cm?2的界面态局域在能带边缘，而其他带隙态则均匀分布在带隙中。
关键词： 带隙、六方氮化硼、双层石墨烯、输运势垒、界面态
更新于2025-09-10 09:29:36
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六方氮化硼中的强度与韧性各向异性：原子尺度解析
摘要： 强度和韧性是决定固体在极端条件下可靠运行而不发生失效的两个关键力学性能。虽然六方氮化硼（hBN）在机械变形的线性范围内具有弹性各向同性特性，但其对极端机械载荷的方向响应机制尚不明确。本研究通过结合密度泛函理论计算与分子动力学模拟，揭示了原始hBN的强度与裂纹形核韧性呈现显著各向异性和手性依赖性——其数值随对称性破缺变形下的晶格手性呈非线性变化，且这种各向异性行为在较宽温度范围内保持稳定，仅随温度升高而逐渐减弱。原子尺度分析表明：无论加载方向如何，在机械变形的非线性阶段，键长形变及伴随的电子密度畸变均呈现非均匀分布。这种非均匀性构成了静态条件下各向异性的物理基??；而高温下非均匀性的减弱与热软化效应共同导致各向异性降低。基于逆三次多项式可准确预测该手性依赖的各向异性效应。
关键词： 手性、各向异性、六方氮化硼、分子动力学模拟、密度泛函理论、强度、韧性
更新于2025-09-10 09:29:36
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一种通用的大规模高产率、高浓度二维六方氮化硼纳米片剥离方法
摘要： 六方氮化硼（hBN）是一种超宽带隙绝缘材料，具有类石墨的层状结构。从块体hBN剥离得到的二维（2D）六方氮化硼纳米片（hBNNS）因其高热导率、优异的热/化学稳定性及超宽带隙，在电子封装和高功率器件领域展现出广阔应用前景。然而，hBNNS的剥离仍面临成本高、耗时长和产率低等挑战。本研究首次提出一种简便的水热剥离方法，实现了hBNNS的大规模高浓度剥离。在优化的反应条件下，锂离子（Li+）插层、异丙醇（IPA）溶剂及强力搅拌的共同作用可使剥离产率达55%，浓度高达4.13 mg/mL。此外，剥离后的hBNNS能将TiO2对甲基橙（MO）的光降解效率从91%提升至96.4%。最重要的是，该水热剥离方法可推广为二维材料的通用剥离策略。
关键词： 水热剥离、纳米片、二维材料、六方氮化硼、溶解度参数理论、通用方法
更新于2025-09-10 09:29:36
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面内应变对共格石墨烯/六方氮化硼超晶格的影响
摘要： 由于原子级薄的结构特性，石墨烯/六方氮化硼（G/hBN）异质结构对外部机械力和施加于其晶格结构的形变具有高度敏感性。特别是应变会导致G/hBN电子特性的改变。此外，由石墨烯和hBN层错位引起的莫尔结构为G/hBN的电子行为引入了新特征。通过第一性原理计算，我们研究了在同时对两层施加面内应变时，不同堆垛缺陷的G/hBN中应变诱导的电子特性改变。我们观察到，在实验适用系统中，数个百分点量级的面内应变与莫尔图案相互作用，会导致显著的能谷偏移、带隙调制以及基底诱导的费米速度重整化的增强。此外，我们发现无论应变方向如何，当施加面内非等双轴应变时，锯齿方向对电子传输的效率会更高。
关键词： 应变、石墨烯/六方氮化硼、莫尔图案、电子特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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总电离剂量效应与质子诱导位移损伤对MoS2层间MoS2隧道结的影响
摘要： 在采用Al2O3、h-BN和HfO2介质的垂直堆叠MoS2/中间层/MoS2异质结构中，证实了隧穿主导的电荷传输机制。所有器件均对10千电子伏X射线辐照表现出高度耐受性。由于薄层中间介质中陷阱的产生（伴随快速钝化效应），仅观察到X射线感生光电流的微小瞬态变化。含Al2O3和h-BN中间介质的样品在质子辐照期间出现传导电流显著提升，这是由位移损伤缺陷降低有效隧穿势垒高度所致。密度泛函理论计算为相关缺陷提供了机理见解。采用HfO2中间介质的器件在耐辐射极限缩放隧道场效应晶体管应用方面展现出巨大潜力。
关键词： 二维材料，二氧化铪，质子辐照，X射线，密度泛函理论，六方氮化硼，二硫化钼隧道结
更新于2025-09-09 09:28:46
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探究石墨烯-hBN异质结构中应变与掺杂的纳米级起源
摘要： 我们采用共聚焦拉曼显微镜和最新提出的矢量分析方案，研究了二氧化硅（SiO2）衬底上剥离态石墨烯-六方氮化硼（hBN）异质结构中应变与载流子浓度的纳米级起源。研究对象包括两种异质结构：部分被hBN覆盖的SiO2基底石墨烯，以及完全封装在两片hBN薄片之间的石墨烯。我们扩展了矢量分析方法，实现了异质结构中应变与掺杂变化的分离空间成像。这使得我们能够直观量化环境因素对石墨烯载流子浓度的影响——这一长期存在争议的课题。研究进一步证明，石墨烯中的应变与载流子浓度变化源自异质结构的纳米级特征（如层间裂缝、褶皱及气泡）。对于hBN封装石墨烯中的气泡，静水压应变在气泡中心达到最大值，而载流子浓度峰值则集中于气泡边缘。研究表明拉曼光谱可作为探测石墨烯应变与掺杂的非侵入性工具，这对二维器件的工程化设计具有重要价值。
关键词： 六方氮化硼、拉曼光谱、应变、范德华异质结构、石墨烯、hBN、掺杂
更新于2025-09-09 09:28:46
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石墨烯/六方氮化硼超晶格器件中扭转角的应变工程
摘要： 通过用六方氮化硼（hBN）替代二氧化硅作为衬底，并在石墨烯/hBN异质结构中形成超晶格，人们得以观测到霍夫斯塔特蝴蝶、拓扑电流和非常规超导性等新奇物理现象。这类器件通常是将石墨烯蚀刻成霍尔棒形状并连接金属电极制成。金属电极的沉积方式、触点的设计与具体配置会深刻影响器件的电子特性，甚至可能改变石墨烯/hBN超晶格的排列取向。本研究我们探测了采用两种金属触点（二维面接触与一维边缘接触）连接的hBN上石墨烯的应变构型。结果表明：面接触会在石墨烯层沿两个相反引线方向引入应变，导致器件通道内形成复杂应变模式；而边缘接触则未呈现此类应变模式。有限元模拟证实该应变模式源自夹持在石墨烯上的金属触点机械作用。热退火虽降低整体掺杂浓度但增加总应变，表明石墨烯与hBN相互作用增强。值得注意的是，两种触点构型使石墨烯/hBN超晶格产生不同扭转角，经热退火后趋于相同值——该发现证实即便存在应变梯度，石墨烯/hBN超晶格仍具有自锁机制。本实验对基于异质结构的未来电子器件研发具有重要启示，并为二维材料中诱导复杂应变模式提供了新机理。
关键词： 拉曼、六方氮化硼、石墨烯、扭转角、超晶格、应变
更新于2025-09-09 09:28:46
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六方氮化硼基异质结构在合成、性能及应用方面的最新进展
摘要： 六方氮化硼（h-BN）具有无悬键、宽带隙、低介电常数和优异化学惰性等特性，其原子级薄层结构被视为与石墨烯及其他二维材料集成的理想候选材料。近年来，从基础研究到实际应用，基于h-BN的异质结研究领域已投入大量精力。本综述总结了基于h-BN异质结在合成方法、新颖特性及潜在应用方面的最新进展，重点阐述合成技术。首先详细介绍面内及垂直堆叠型h-BN异质结的多种制备方法，包括与剥离-转移工艺相关的自上而下策略，以及化学气相沉积（CVD）生长等自下而上策略；其次讨论这些异质结构现的新颖特性；随后综述基于此类异质结在电子与光电器件中的若干应用前景；最后探讨该领域面临的主要挑战及可能的研究方向。
关键词： 异质结构、应用、六方氮化硼、性质、合成
更新于2025-09-09 09:28:46
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六方相BGaN合金及量子阱的合成与光致发光特性
摘要： 六方氮化硼（h-BN）已成为重要的超大带隙半导体及二维材料。通过合金化和异质结实现光电性能调控的能力将进一步拓展h-BN的应用。研究首次利用h-BN外延层为模板，通过金属有机化学气相沉积法合成了富硼的B1?xGaxN合金及结晶于六方相的量子阱。镓元素的掺入倾向于增强导电性。观测到形成h-BN/BGaN/BN量子阱时带边发射出现蓝移，证实了异质结构建可行性。
关键词： 六方氮化硼、金属有机化学气相沉积、光致发光、BGaN合金、量子阱
更新于2025-09-09 09:28:46