纳米人-Sci Adv：化学气相合成硼烯

Sci Adv：化学气相合成硼烯

纳米技术纳米 2021-11-05

目前，人们在合成除了石墨烯之外的二维单元素材料中仍非常难以实现。

有鉴于此，慕尼黑工业大学Willi Auwärter、慕尼黑联邦国防军大学Hermann Sachdev等报道一种方便进行的化学气相沉积合成方法用于合成硼烯及其硼烯异质结，该方法中通过可追溯来源的硼吖嗪产生的副产物二硼烷进行选择性的合成。特别的，在Ir(111)和Cu(111)单晶底物基底上实现了合成金属态多晶硼烯，还能够与非导电的六方氮化硼之间形成原子精确度的硼烯-氮化硼界面，或者形成van der Waals型异质结。

本文要点：

（1）

作者前期的工作中发现通过borazaine（B₃N₃H₆）能够化学气相沉积合成六方BN的相关工作中，作者发现二硼烷（B₂H₆），因此作者在本工作中使用B₂H₆作为原料分子进行CVD化学气相沉积生成高质量原子层厚度硼烯。进一步的，能够实现可操控的合成硼烯-氮化硼异质结，包括共面异质结、堆叠异质结。通过生成BN-硼烯的堆叠异质结，BN覆盖层能够在暴露空气的氧气气氛中免于降解。这是个比较大的进展，因为以往报道的工作中硼烯材料一般在暴露空气气氛中容易降解。

（2）

这种方法中得以通过直接的CVD方法合成单晶晶畴达到微米大小的高品质硼烯，为研究硼烯的基础性质和器件制备提供机会。