صفحه اصلی > اخبار > محتوای

آکادمی علوم چین و دیگر دانشمندان در تحقیقات مکانیسم سنتز جدید شش ضلعی بور نیترید پیشرفت کرده اند

Oct 15, 2020

به تازگی وو تیانرو، پژوهشگر همکار موسسه میکرو سیستم های شانگهای و فناوری اطلاعات آکادمی علوم چین، و یوان چینگ هونگ، استاد دانشگاه عادی چین شرقی، مکانیسم جدیدی از جای خالی را پیشنهاد کردند که به رشد چند لایه با کیفیت بالا کمک کردشش ضلعی بور نیترید (h-BN)اتم ها بر روی سطح آهن بور (Fe2B) بر اساس سنتز در محل، شخصیت پردازی و محاسبات اصول اول. نتایج تحقیقات مرتبط به صورت آنلاین در بیان شیمی فیزیکی تحت عنوان مکانیسم رشد کمک خلاء نیکل بور شش ضلعی چند لایه بر روی یک بستر Fe2B منتشر شد.

H-BN به دلیل سطح تخت سطح اتمی، بدون پیوند آویزان، هدایت حرارتی بالا و پایداری فیزیکی و شیمیایی خوب، به یک بستر دی تریک بالقوه و مواد بسته بندی برای دستگاه های کریستال دو بعدی تبدیل شده است. در سال های اخیر، موسسه میکروسیتم های شانگهای بر روی تحقیقات نظری کریستال دو بعدی، فناوری دستگاه و کاربرد در مقیاس بزرگ متمرکز شده است، و تحقیقاتی را در زمینه های تک لایه h-BN تک کریستال رشد، ساخت هتروستروتور و آماده سازی h-BN چند لایه با کیفیت بالا انجام داده است (ارتباطات طبیعت، 2015، 6، 6160؛ علم پیشرفته، 2017، 4، 1700076؛ ارتباطات طبیعت، 2020، 11، 849). با توجه به کندی توسعه تکنولوژی سنتز پیشرفته h-BN و عدم تحقیق در مورد مکانیسم رشد روش های سنتی، سنتز قابل کنترل و کاربرد عملی h-BN در مقیاس بزرگ و با کیفیت بالا محدود است.

تیم تحقیقاتی وو تیانرو بر اساس سیستم Alloy Fe2B به آماده سازی قابل کنترل h-BN با کیفیت بالا پی گرفت. از طریق تکنولوژی خنک کننده سریع و کوئنچ همراه با طیف سنجی جرمی یون ثانویه زمان پرواز (TOF SIMS)، توزیع اتم های B و N در لایه سطحی Fe2B مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تیم تحقیقاتی یوان چینگ هونگ از اولین روش محاسبه اصول برای مطالعه مکانیسم رشد h-BN بر روی سطح Fe2B استفاده کردند، و مکانیسم سنتز کمکی جای خالی h-BN را بر روی سطح Fe2B پیشنهاد کردند. مشخص می شود که تشکیل دیمر B-N تعداد زیادی جای خالی B را بر روی سطح alloy می سازد که مهاجرت اتم های B و N را ترویج می کند. انتشار اتم های B و N در بستر Fe2B تنها نیاز به غلبه بر سد انرژی کمتر از ۱٫۵ EV دارد که باعث می شود مقدار زیادی از اتم های N در نزدیکی سطح کاتالیزور حل شوند. علاوه بر این، با محاسبه و اتصالات انرژی سازند و انرژی آزاد گیبس از خوشه های B-N با اندازه های مختلف، مشخص می شود که سد هسته ای h-BN بر روی سطح Fe2B حدود ۲ ev است. بنابراین می توان h-BN را در دمای نسبتاً پایین (۷۰۰ کلوین) سنتز کرد. مکانیسم جدید رشد "به کمک جای خالی" پیشنهاد شده در این مطالعه مشکل عدم کاتالیزور با حلالیت N بالا و نرخ انتشار در سنتز سنتی h-BN چند لایه را حل می کند، و فضا را برای استفاده از h-BN در نانو الکترونیک دو بعدی و دستگاه های میکروالکرونیک نوظهور فراهم می کند.

微信图片_20201015090931

انجیر ۱. نمودار شماتیک مکانیسم سنتز h-BN چند لایه بر روی سطح Alloy Fe2B و نزدیک سطح N اتم منحنی انرژی انتشار

微信图片_20201015090939

انجیر ۲. توزيع اتم های B و N در لايه سطحی آليجاری Fe2B بر اساس مدل TOF SIMS