二维六方氮化硼薄膜的制备及光电特性研究

丁 馨， 徐 铖， 许 珂， 马锡英

（苏州科技大学 数理学院，江苏 苏州 215009）

近年来，石墨烯二维材料因为具有独特且优良的力学、热学和电学特性[1-4]而广受研究者们青睐。 由于石墨烯为“零带隙”，限制了其在光电器件领域的应用前景。 h-BN 在结构上具有与石墨类似的层状结构，容易剥离为像石墨烯一样的二维氮化硼。 h-BN 具有很宽的电子带隙（6.0 eV）、高温稳定性、优异的力学性能、低介电常数、化学惰性等优点，可广泛应用于未来的纳米光电子器件。

目前，已经利用二维h-BN 制备了各种纳米电子器件，如Beiranvand 等人[5]研究了h-BN 纳米片的电学和光学性质，为h-BN 纳米片在电子和光电器件中的潜在应用打下了基础。 Li 等人[6]在h-BN 衬底上制造出迁移率高的PtS 光电晶体管。 Akihisa Saito 等人[7]研究了h-BN/MoS2/h-BN 薄膜晶体管中的光响应并制造出了h-BN/ MoS2/h-BN 异质结构的光电探测器。 Liu 等[8]运用离子束溅射法在铜衬底上合成了二维h-BN，制造了DUV 光电探测器。 Wang 等人[9]研究了h-BN 等二维材料在光传感器的应用。 Achim Woessner 等人[10]研究了石墨烯/h-BN 异质结用于光学检测。 Xu 等人[11]研究了具有极高的检测灵敏度的单层MoS2/GaAs 异质结构自驱动光检测器。 除此之外，h-BN 在催化剂[12-15]、润滑剂[16]、抗腐蚀性能[17]和纳米传感器[18]中也有广阔的应用前景。

二维h-BN 薄膜的制备方法主要有机械剥离法、热蒸发法、化学气相沉积法等，其中热蒸发方法由于原料丰富、设备简单、制备容易，是制备h-BN 薄膜常用的方法。

1 实验

实验采用热蒸发沉积法在p-Si（111）上沉积h-BN 薄膜，实验装置如图示1 所示。 系统[19]主要由5 部分构成：石英管构成物理沉积室、真空抽气系统、气体质量流量计、进气系统和温度控制系统。……