石墨烯和六方氮化硼性質(zhì)有何差異, 他們的物理性質(zhì)又有什么不同，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結研究取得新進展，研究員謝曉明領導的研究團隊采用化學氣相沉積方法成功制備出單原子層高質(zhì)量石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結，并將其成功應用于WSe2/MoS2 二維光電探測器件。

    石墨烯和六方氮化硼結構相似但電學性質(zhì)迥異。六方氮化硼外觀系白色松散狀、質(zhì)地柔軟有光滑感的粉末，與石墨的性質(zhì)相似，片狀結構，故有“白色石墨”之稱。本品具有良好的電絕緣性、導熱性、耐化學腐蝕性和潤滑性，對幾乎所有的熔融金屬都呈化學惰性。由于石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結在基礎研究和器件探索方面具有重要潛力，因而備受學術界關注。 石墨烯和六方氮化硼平面異質(zhì)結的制備一般采用依次沉積石墨烯和h-BN，或者相反次序來實現(xiàn)，由于后續(xù)薄膜形核控制困難以及生長過程中反應氣體很容易對前序薄膜產(chǎn)生破壞，因而目前文獻報告graphene/h-BN平面異質(zhì)結的質(zhì)量不盡如人意。上海微系統(tǒng)所信息功能材料國家重點實驗室的盧光遠、吳天如等人基于銅鎳合金襯底生長高質(zhì)量h-BN和石墨烯薄膜的研究基礎，通過先沉積h-BN單晶后生長石墨烯，成功制備了高質(zhì)量石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結。由于銅鎳合金上石墨烯生長速度極快，較短的石墨烯沉積時間減小了對石墨烯薄膜生長過程中對h-BN薄膜的破壞。同時由于銅鎳合金優(yōu)異的催化能力，在提高氮化硼單晶結晶質(zhì)量的同時消除了石墨烯的隨機成核，使得石墨烯晶疇只在三角狀h-BN單晶疇的頂角處形核并沿著h-BN邊取向生長。課題組與美國萊斯大學教授Jun Lou等團隊合作，利用合作培養(yǎng)博士研究生計劃，在高質(zhì)量石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結的基礎上，以石墨烯作為接觸電極，h-BN作為絕緣襯底，制備了WSe2/ MoS2 二維光電探測器，驗證了石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結的質(zhì)量和電學性能，為基于該異質(zhì)結材料平臺開展基礎研究和二維邏輯集成電路應用探索提供了基礎。氮化硼可廣泛地應用于石油、化工、機械、電子、電力、紡織、核工業(yè)、航天及其他工業(yè)部門。