Grootschalige grafeen heterostructuur mogelijk maken: groei, overdracht, passivering en stapelen

Twee - dimensionale materialen zijn naar voren als een veelbelovende component opgemaakt voor de toekomstige elektronische, fotonische, energie, detectie , en zelfs andere toepassingen. Sinds de ontdekking van grafeen zijn nieuwe 2D-materialen (bijv. Overgangsmetaaldichalcogeniden - TMD's) naar voren gekomen die actief worden onderzocht. De 2D aard van deze TMDs aanbieding s uiteindelijke dikte scaling en ha shet potentieel om te worden gebruikt als actief materiaal in toekomstige elektronische toepassingen met laag vermogen. Hexagonaal boornitride (h-BN) is een ander 2D-materiaal dat veel aandacht krijgt als diëlektrisch materiaal voor 2D-elektronica. Vanwege zijn sp2-gehybridiseerde binding en interplanaire van der Waals-bindingen wordt h-BN vaak 'wit grafeen' genoemd. Het geïdealiseerde h-BN-materiaal heeft geen bungelende bindingen en is atomair vlak. Een h-BN-laag combineert deze eigenschappen met een lage diëlektrische afscherming en een grote optische bandafstand. Als resultaat is het materiaal een ideaal substraat gebleken voor grafeen of TMD's en kan het dienen als een 2D-poortdiëlektricum. Veel baanbrekend werk is gedaan met geëxfolieerde h-BN-vlokken, waaruit bleek dat h-BN een superieur substraat is voor grafeen en TMD's. Bovendien zou een h-BN-laag ook kunnen dienen als een ideale sjabloon voor daaropvolgende grafeen- of TMD-groei, die ook het aantal overdrachtsstappen minimaliseert.

De groei en overdracht van hoogwaardige h-BN met een gecontroleerd aantal lagen blijft een zeer uitdagende taak. Chemische dampafzetting van single - layer h-BN met korrels van enkele tientallen micrometer is recent aangetoond bij hoge temperaturen, maar wegen naar verdere verlaging van de h-BN defectiviteit en verhoging controle over het aantal lagen moeten worden onderzocht. In vergelijking met grafeen is de groei van h-BN inherent complexer omdat twee elementen in de 2D-structuur moeten worden opgenomen. Incorporatie van B N van het oppervlak, onder het oppervlak , en bulk van de katalysatorlaag moet worden rekening gehouden . Om een hoge groei - kwaliteit materiaal met een minimum aan korrelgrenzen, een tweede oriëntatie verdeling van h-BN domeinen en twee domeinen op katalysatorlaag bij voorkeur vermeden. Een grondige karakterisering werkwijze van de zo gekweekte materiaal moeten worden ontwikkeld en diverse analysetechnieken (bv scanning elektronenmicroscopie, Raman, atomic force microscopie, transmissie-elektronenmicroscopie, röntgen foto-emissie spectroscopie ...) moet worden gecombineerd om de h-BN-eigenschappen goed te begrijpen. Een elektrische karakterisering van h-BN met behulp van hybride 2D-apparaten of metaal / hBN / metaalcondensatoren is een andere mogelijkheid om het h-BN-materiaal te beoordelen. De h-BN-lagen worden gecombineerd met andere 2D-materialen. Het stapelen van synthetische 2D-materialen moet worden geoptimaliseerd, wat de manier zou kunnen zijn om schone interfaces en reproduceerbare 2D-apparaatkenmerken te bereiken.