六方氮化硼层的高温分子束外延,Journal of Vacuum Science & Technology B

当前位置： X-MOL 学术 › J. Vac. Sci. Technol. B › 论文详情

Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)

六方氮化硼层的高温分子束外延
Journal of Vacuum Science & Technology B ( IF 1.5 ) Pub Date : 2018-03-01 , DOI: 10.1116/1.5011280
Tin S. Cheng , Alex Summerfield , Christopher J. Mellor , Andrew Davies ₁ , Andrei N. Khlobystov ₂ , Laurence Eaves , C. Thomas Foxon , Peter H. Beton , Sergei V. Novikov

Affiliation

六方氮化硼 (hBN) 的生长和性能由于在基于石墨烯的单层厚二维 (2D) 结构中的应用以及同时作为用于深紫外器件 (DUV) 的宽带隙材料而备受关注) 应用程序。作者介绍了他们在高取向热解石墨衬底上的 hBN 单层的高温等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE) 的结果。他们的结果表明，PA-MBE 在约 1390 °C 的温度下生长可以实现单层和几层厚的 hBN，同时控制 hBN 的覆盖率和原子平坦的 hBN 表面，这对于 hBN 层的二维应用至关重要。hBN 单层覆盖率可以通过 PA-MBE 生长温度、时间和 B:N 通量比进行重现控制。在更高的 B:N 通量比下，已经实现了明显更厚的 hBN 层。作者观察到通过将生长温度从 1390°C 降低到 1080°C，hBN 厚度从 40 nm 逐渐增加到 70 nm。然而，通过将 MBE 生长温度降低到 1250 °C 以下，作者观察到 hBN 层的光学性能迅速下降。因此，高于 1250 °C 的高温 PA-MBE 是生长用于 2D 和 DUV 应用的高质量 hBN 层的可行方法。六方氮化硼 (hBN) 的生长和性能最近引起了广泛关注，因为应用于基于石墨烯的单层厚二维 (2D) 结构，同时作为用于深紫外器件 (DUV) 应用的宽带隙材料。作者介绍了他们在高取向热解石墨衬底上的 hBN 单层的高温等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE) 的结果。他们的结果表明，PA-MBE 在约 1390 °C 的温度下生长可以实现单层和几层厚的 hBN，同时控制 hBN 的覆盖率和原子平坦的 hBN 表面，这对于 hBN 层的二维应用至关重要。hBN 单层覆盖率可以通过 PA-MBE 生长温度、时间和 B:N 通量比进行重现控制。在更高的 B:N 通量比下，已经实现了明显更厚的 hBN 层。作者通过将生长温度从 1390° 降低到 1080°，观察到 hBN 厚度从 40 nm 逐渐增加到 70 nm... 他们的结果表明，PA-MBE 在约 1390 °C 的温度下生长可以实现单层和几层厚的 hBN，同时控制 hBN 的覆盖率和原子平坦的 hBN 表面，这对于 hBN 层的二维应用至关重要。hBN 单层覆盖率可以通过 PA-MBE 生长温度、时间和 B:N 通量比进行重现控制。在更高的 B:N 通量比下，已经实现了明显更厚的 hBN 层。作者通过将生长温度从 1390° 降低到 1080°，观察到 hBN 厚度从 40 nm 逐渐增加到 70 nm... 他们的结果表明，PA-MBE 在约 1390 °C 的温度下生长可以实现单层和几层厚的 hBN，同时控制 hBN 的覆盖率和原子平坦的 hBN 表面，这对于 hBN 层的二维应用至关重要。hBN 单层覆盖率可以通过 PA-MBE 生长温度、时间和 B:N 通量比进行重现控制。在更高的 B:N 通量比下，已经实现了明显更厚的 hBN 层。作者通过将生长温度从 1390° 降低到 1080°，观察到 hBN 厚度从 40 nm 逐渐增加到 70 nm... hBN 单层覆盖率可以通过 PA-MBE 生长温度、时间和 B:N 通量比进行重现控制。在更高的 B:N 通量比下，已经实现了明显更厚的 hBN 层。作者通过将生长温度从 1390° 降低到 1080°，观察到 hBN 厚度从 40 nm 逐渐增加到 70 nm... hBN 单层覆盖率可以通过 PA-MBE 生长温度、时间和 B:N 通量比进行重现控制。在更高的 B:N 通量比下，已经实现了明显更厚的 hBN 层。作者通过将生长温度从 1390° 降低到 1080°，观察到 hBN 厚度从 40 nm 逐渐增加到 70 nm...

"点击查看英文标题和摘要"

High-temperature molecular beam epitaxy of hexagonal boron nitride layers

The growth and properties of hexagonal boron nitride (hBN) have recently attracted much attention due to applications in graphene-based monolayer thick two dimensional (2D)-structures and at the same time as a wide band gap material for deep-ultraviolet device (DUV) applications. The authors present their results in the high-temperature plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) of hBN monolayers on highly oriented pyrolytic graphite substrates. Their results demonstrate that PA-MBE growth at temperatures ∼1390 °C can achieve mono- and few-layer thick hBN with a control of the hBN coverage and atomically flat hBN surfaces which is essential for 2D applications of hBN layers. The hBN monolayer coverage can be reproducible controlled by the PA-MBE growth temperature, time and B:N flux ratios. Significantly thicker hBN layers have been achieved at higher B:N flux ratios. The authors observed a gradual increase of the hBN thickness from 40 to 70 nm by decreasing the growth temperature from 1390 to 1080 °C. However, by decreasing the MBE growth temperature below 1250 °C, the authors observe a rapid degradation of the optical properties of hBN layers. Therefore, high-temperature PA-MBE, above 1250 °C, is a viable approach for the growth of high-quality hBN layers for 2D and DUV applications.The growth and properties of hexagonal boron nitride (hBN) have recently attracted much attention due to applications in graphene-based monolayer thick two dimensional (2D)-structures and at the same time as a wide band gap material for deep-ultraviolet device (DUV) applications. The authors present their results in the high-temperature plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) of hBN monolayers on highly oriented pyrolytic graphite substrates. Their results demonstrate that PA-MBE growth at temperatures ∼1390 °C can achieve mono- and few-layer thick hBN with a control of the hBN coverage and atomically flat hBN surfaces which is essential for 2D applications of hBN layers. The hBN monolayer coverage can be reproducible controlled by the PA-MBE growth temperature, time and B:N flux ratios. Significantly thicker hBN layers have been achieved at higher B:N flux ratios. The authors observed a gradual increase of the hBN thickness from 40 to 70 nm by decreasing the growth temperature from 1390 to 1080 °...

更新日期：2018-03-01

点击分享查看原文

点击收藏

公开下载

阅读更多本刊新发论文本刊介绍/投稿指南