二维六方氮化硼的可扩展合成及独特AA堆叠结构研究

《Nature Materials》：Wafer-scale AA-stacked hexagonal boron nitride grown on a GaN substrate

研究人员通过金属有机化学气相沉积技术，在单晶氮化镓晶片上实现了二维六方氮化硼（hBN）的AA堆叠结构的可扩展合成，揭示了其形成机制及独特光学非线性等性质，为新型二维材料的开发提供了重要思路。

　　二维六方氮化硼（hBN）的堆叠序列是决定其多型体及独特物理性质的关键因素。尽管大多数hBN层采用热力学稳定的AA′堆叠序列，但实现其他堆叠配置一直是长期的挑战。本研究通过在两英寸单晶氮化镓（GaN）晶片上采用金属有机化学气相沉积技术，成功实现了具有前所未有的AA堆叠的hBN的可扩展合成，其中原子单层沿轴方向排列，没有任何平移或旋转。这种之前被认为热力学上不利的hBN多型体是通过在斜切面氮化镓表面上的hBN成核驱动层的单向排列实现的，电子掺杂在稳定AA堆叠配置中发挥了核心作用。综合结构和光学表征以及理论建模证实了AA堆叠多层hBN的形成，并揭示了其独特性质，如大的光学非线性等，为可扩展合成具有独特性质的工程化hBN多型体提供了进一步的见解。