二維薄膜六方氮化硼的生長與刻蝕研究

      六方氮化硼h-BN俗稱“白石墨烯”,因其獨特的六角蜂窩原子結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的物理化學(xué)性能以及廣闊的應(yīng)用前景引起科學(xué)界的廣泛關(guān)注。目前,二維h-BN薄膜的制備尚處于基礎(chǔ)研究階段。常用的制備方法包括機械/化學(xué)剝離法、化學(xué)氣相沉積法(包括氣相外延法和非氣相外延法)、離子束濺射沉積法等。目前,高質(zhì)量h-BN多通過機械剝離法從體材料h-BN晶體獲得,但尺寸小,效率低。而其他制備方法合成的二維h-BN晶體質(zhì)量遠遠不如剝離的材料。規(guī)?；苽涓哔|(zhì)量、大面積、可控層數(shù)的h-BN依然具有較大的難度和挑戰(zhàn)性。為此,亟需發(fā)展高質(zhì)量二維h-BN的可控制備技術(shù)?；瘜W(xué)氣相沉積法(CVD)在規(guī)?；苽浯竺娣e、高質(zhì)量石墨烯二維材料上獲得了巨大成功,也成為制備其他二維薄膜材料的有效技術(shù)。

      本論文圍繞h-BN的制備與刻蝕開展研究,利用常壓和低壓CVD技術(shù),結(jié)合光學(xué)顯微鏡、拉曼光譜技術(shù)、掃描電子顯微鏡及X射線光電子能譜儀等表征技術(shù),著重在銅基底上調(diào)控高質(zhì)量、單層h-BN的有效制備。在常壓條件下系統(tǒng)地探索各生長因子(生長溫度、前驅(qū)物溫度、襯底的拋光處理等)對h-BN晶體生長的影響,優(yōu)化生長條件,成功制備出大面積、高質(zhì)量滿單層h-BN薄膜。此外,利用低壓CVD技術(shù)探究各生長因子對h-BN生長的影響,并進一步深入研究氫氣偏壓對h-BN晶體生長與刻蝕的作用,得到生長。