Синтез многослойного гексагонального нитрида бора большой площади для получения высоких эксплуатационных характеристик материала

Хотя гексагональный нитрид бора (h-BN) является перспективным материалом для затворной изоляции благодаря минимизации взаимодействия с подложкой, дальнейшее применение доступных двумерных полупроводников в электронных устройствах по-прежнему ограничено размером чешуек. Несмотря на то что монослойный h-BN был синтезирован на платиновой и медной фольге методом химического осаждения из газовой фазы (CVD), многослойный h-BN до настоящего времени получить не удавалось. В данной работе с использованием железной фольги методом CVD и предшественника бора́зина синтезирована многослойная пленка h-BN большой площади. Эти пленки демонстрируют сильную катодолюминесценцию и высокую механическую прочность (модуль Юнга: 1,16 ± 0,1 ТПа), что свидетельствует об образовании высококачественного h-BN. Графен, выращенный методом CVD на многослойной пленке h-BN, обладает высокой подвижностью носителей заряда — около 24 000 см(2) В(−1) с(−1) при комнатной температуре, что выше значения около 13 000 см(2) В(−1) с(−1) для графена на отшелушенном h-BN. При размещении дополнительного слоя h-BN на подложке SiO2/Si в полевом транзисторе на основе MoS2 (WSe2) эффект легирования со стороны оксида затвора минимизируется, а подвижность дополнительно повышается в четыре (150) раза.