石墨烯旗舰 石墨烯旗舰研究人员报告称，在大气压下生长单同位素六方氮化硼，以生产大尺寸、高质量晶体方面取得了重大进展
信用:石墨烯旗舰 德国亚琛工业大学和法国奥尼拉-CNRS大学的石墨烯旗舰研究人员与德国彼得·格伦伯格研究所、法国凡尔赛大学和美国堪萨斯州立大学的研究人员合作，报告了在大气压下生长单同位素六方氮化硼以生产大型高质量晶体的重大进展
六方氮化硼是石墨烯基器件的无名英雄
在过去的十年里，人们认识到将石墨烯“夹”在两个hBN晶体之间可以显著提高最终器件的质量和性能，从而取得了很大的进步
这一发现为一系列激动人心的发展铺平了道路，包括奇异效应的发现，如魔角超导性和具有无与伦比的灵敏度的传感器概念验证演示
到目前为止，使用最广泛的hBN晶体来自日本筑波的国家材料科学研究所
这些晶体是在高温(超过1500℃)和极高压力(超过40，000倍大气压)下生长的
“日本研究人员谷口和渡边对石墨烯研究的开创性贡献是无价的，”德国亚琛工业大学石墨烯旗舰合作伙伴克里斯托弗·斯塔姆普弗开始说道
“他们免费为全球数百家实验室提供超纯的hBN
没有他们的贡献，我们今天所做的许多事情都是不可能的
" 然而，这种hBN生长方法有一些局限性
其中之一是晶体尺寸小，限制在几百微米，以及生长过程的复杂性
这适用于基础研究，但除此之外，还需要一种可扩展性更好的方法
现在，石墨烯旗舰研究人员测试了用一种在大气压下工作的新方法生长的hBN晶体，该方法是由美国堪萨斯州立大学詹姆斯·埃德加领导的研究小组开发的
这种新方法显示出对更高要求的研究和生产的巨大希望
“当埃德加提议我们测试他的hBN的质量时，我非常兴奋，”斯塔姆普弗说
“他的生长方法可能适合大规模生产
“在大气压力下生长六溴环十二烷的方法确实比以前的替代方法简单和便宜得多，并且允许控制同位素浓度
亚琛工业大学石墨烯旗舰合作伙伴的研究生延斯·松塔格说:“我们收到的hBN晶体是我见过的最大的，它们都是基于同位素纯硼-10或硼-11。”
松塔格首先使用共聚焦拉曼光谱测试了薄片的质量
此外，石墨烯旗舰公司在法国CNRS的ONERA的合作伙伴，由安妮克·卢伊索领导，进行了先进的发光测量
两次测量都显示出高同位素纯度和高晶体质量
然而，高hBN质量的最有力证据来自于在含有夹在单同位素hBN之间的石墨烯的器件上进行的输运测量
他们展示了与基于日本hBN的最先进设备相当的性能，在某些领域表现更好
“这清楚地表明了这些hBN晶体的极高质量，”斯塔姆普费尔说
“这对整个石墨烯社区来说是个好消息，因为它表明，从原则上讲，大规模生产高质量的hBN是可能的，这让我们离基于高性能石墨烯电子学和光电子学的实际应用又近了一步
此外，控制晶体同位素浓度的可能性为以前不可能的实验打开了大门
" 支持材料工作包负责人玛尔·加西亚-埃尔南德斯补充道:“自立式石墨烯是已知的最薄的材料，具有很大的表面积，因此对周围环境极其敏感，这反过来又导致其特殊性能的大幅下降
然而，有一个明确的策略来避免这些有害的影响:将石墨烯封装在两个保护层之间
" 加西亚-埃尔南德斯继续说道:“当石墨烯被hBN包裹时，它会显示出其固有的特性
这使得hBN成为将石墨烯集成到当前技术中的重要材料，并证明了为大规模hBN生产设计新的可扩展合成路线的重要性
这项工作不仅为大规模生产高质量的hBN晶体提供了一条新的更简单的途径，而且还能够生产单同位素材料，这进一步减少了石墨烯被两层封装时的降解
" 安德里亚·C
石墨烯旗舰项目的科技官员、管理委员会主席法拉利补充道:“这是欧盟和美国之间合作的一个很好的例子，我们通过许多双边研讨会促进了这种合作
设计替代方法来生产高质量的hBN晶体对于我们在光电应用中开发石墨烯的终极特性至关重要
此外，这项工作将导致基础研究的重大进展
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