中國(guó)粉體網(wǎng)訊  二維原子晶體是具有原子級(jí)厚度的超薄材料,，包括石墨烯(graphene)、六方氮化硼(h-BN),、硫化鉬(MoS2),、硫化鎢(WS2)等。與體相材料相比這些結(jié)構(gòu)具有許多特殊的物理化學(xué)性質(zhì),，并廣泛應(yīng)用于微電子器件,、光學(xué)器件、化學(xué)傳感器、催化反應(yīng)等領(lǐng)域,。然而這些性能和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的前提是材料的可控,、精準(zhǔn)和規(guī)模制備。因此,，兩維原子晶體制備過(guò)程中所涉及的調(diào)控方法,、生長(zhǎng)機(jī)理等問(wèn)題顯得尤為重要。

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在二維原子晶體的制備研究中,，化學(xué)氣相沉積（CVD）是目前最為行之有效的方法,。CVD過(guò)程通常是在高溫和高壓下進(jìn)行的，生長(zhǎng)前驅(qū)體中的原子不可避免的會(huì)擴(kuò)散到襯底表面以下,。已有的研究表明C,、O、B,、H等元素在許多金屬表面上處在近表層區(qū)域較表面上和體相更穩(wěn)定,，因此CVD過(guò)程中金屬襯底表面的近表層物種應(yīng)該是普遍存在。近表層物種對(duì)表面二維原子晶體的生長(zhǎng)影響顯著,，但是缺乏深入的理解,。

中科院大連化學(xué)物理研究所包信和院士和傅強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)，以“近表層B對(duì)Ni(111)表面六方氮化硼(h-BN)外延生長(zhǎng)的調(diào)控”為示例,，借助于低能電子顯微鏡（LEEM）和光發(fā)射電子顯微鏡（PEEM）的原位動(dòng)態(tài)表征,，系統(tǒng)研究了近表層物種在二維原子晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的影響和作用。發(fā)現(xiàn)在干凈的Ni(111)表面僅形成外延h-BN結(jié)構(gòu),；而近表層B被引入到Ni(111)表面后,，它弱化了所形成的h-BN與Ni(111)之間的相互作用，導(dǎo)致非外延h-BN結(jié)構(gòu)的形成,。同時(shí)還觀察到非外延h-BN在高溫退火時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橥庋觝-BN結(jié)構(gòu),，證明Ni(111)表面外延h-BN在熱力學(xué)上更穩(wěn)定。該研究還提出氨化驅(qū)動(dòng)近表層B物種的表面偏析生長(zhǎng)h-BN的新方法,。這一研究為調(diào)控二維原子晶體的外延特性提供了新途徑,。

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