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0.5微米氮化硼

石墨烯（graphene）和六方氮化硼（h-BN）結(jié)構(gòu)相似但電學(xué)性質(zhì)迥異。由于石墨烯/六方氮化硼平面異質(zhì)結(jié)在基礎(chǔ)研究和器件探索方面具有重要潛力，因而備受學(xué)術(shù)界關(guān)注。graphene/h-BN平面異質(zhì)結(jié)的制備一般采用依次沉積石墨烯和h-BN，或者相反次序來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于后續(xù)薄膜形核控制困難以及生長(zhǎng)過(guò)程中反應(yīng)氣體很容易對(duì)前序薄膜產(chǎn)生破壞，因而目前文獻(xiàn)報(bào)告graphene/h-BN平面異質(zhì)結(jié)的質(zhì)量不盡如人意。中科院上海微系統(tǒng)所信息功能材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的盧光遠(yuǎn)、吳天如等人基于銅鎳合金襯底生長(zhǎng)高質(zhì)量h-BN和石墨烯薄膜的研究基礎(chǔ)，通過(guò)先沉積h-BN單晶后生長(zhǎng)石墨烯，成功制備了高質(zhì)量石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結(jié)。

由于銅鎳合金上石墨烯生長(zhǎng)速度極快，較短的石墨烯沉積時(shí)間減小了對(duì)石墨烯薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)h-BN薄膜的破壞。同時(shí)由于銅鎳合金優(yōu)異的催化能力，在提高氮化硼單晶結(jié)晶質(zhì)量的同時(shí)消除了石墨烯的隨機(jī)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(zhǎng)。課題組與美國(guó)萊斯大學(xué)Jun Lou教授等團(tuán)隊(duì)合作，利用合作培養(yǎng)博士研究生計(jì)劃，在高質(zhì)量石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結(jié)的基礎(chǔ)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(cè)器，驗(yàn)證了石墨烯/h-BN平面異質(zhì)結(jié)的質(zhì)量和電學(xué)性能，為基于該異質(zhì)結(jié)材料平臺(tái)開展基礎(chǔ)研究和二維邏輯集成電路應(yīng)用探索提供了基礎(chǔ)。