2D材料在下一代光电器件中具有巨大的应用潜力,但III族氮化物半导体2D AlN的合成仍然具有挑战性。华南理工大学李国强课题组通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)在Si衬底上物理转移石墨烯方式外延生长2D AlN层,通过电镜确认夹在石墨烯和Si衬底之间的2D AlN层。在生长过程中,石墨烯/ Si异质结构与H2的氢化保证了2D AlN层的形成。在没有氢化的情况下,石墨烯和Si衬底之间没有发现中间层。研究人员进一步研究了二维AlN层的形成机理和氢化对二维AlN层形成的影响,结果表明,氢化在2D AlN的形成中非常重要。它打破了石墨烯的结构,钝化了石墨烯和Si衬底之间的悬空键,打开了AlN前体原子进入中间层的路径。通过理论和实验进一步预测和确定了2D AlN层的Eg。这种超宽带隙半导体在深紫外光电应用中具有很大的前景。
Wenliang Wang, Yulin Zheng, Xiaochan Li, Yuan Li, Hui Zhao, Liegen Huang, Zhichao Yang, Xiaona Zhang, Guoqiang Li, 2D AlN Layers Sandwiched Between Graphene and Si Substrates[J], Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201803448
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201803448