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【科技自立自强】西安交大科研人员在超宽禁带半导体材料研究领域取得重要进展

日期:2022-07-12    点击数:     来源:

六方氮化硼(hBN)是重要的超宽禁带半导体材料,具有类石墨烯层状结构和独特的光电特性,在场效应晶体管、深紫外发光器件和探测器上有重要的应用,是二维材料家族中的重要成员。同时,hBN能与其他二维材料(石墨烯、二硫化钼、黑磷等)结合,在二维材料异质集成,制备微小型、低功耗器件上表现优异,潜力巨大,被认为是最有前途的材料之一。

近日,西安交大电子学院先进光电所云峰教授团队在六方氮化硼薄膜大面积制备及剥离方面取得了重要进展。通过磁控溅射法制备了晶圆级连续hBN厚膜,并对2英寸的完整薄膜进行了剥离和转移。团队成员通过旋涂PMMA辅助的液相剥离方法,使2英寸hBN薄膜完整剥离并转移。系统地分析了影响溅射生长薄膜剥离和转移过程的一些关键因素,包括不同的溶液、不同的溶液浓度和不同的薄膜厚度。对剥离前后hBN薄膜的形貌和性能进行了表征,转移薄膜的带边吸收峰为229 nm,相应的光学带隙为5.50 eV。这种转移的hBN薄膜已在ITO玻璃上制成透明电阻开关器件,即使在不同的外加电压下,也显示出~102的恒定电阻窗口。本研究成果为hBN材料在柔性及透明光电子器件中的进一步应用奠定了基础。

图:用盐酸溶液和氢氧化钾溶液完全剥离后的2英寸薄膜。

该成果以《射频磁控溅射法制备六方氮化硼薄膜的2英寸晶圆级剥离》(Two-inch wafer-scale exfoliation of hexagonal boron nitride films fabricated by RF-sputtering)为题发表在《先进功能材料》(Advanced Functional MaterialsIF=19.9)上。西安交通大学为论文第一完成单位。论文第一作者为西安交大电子学院青年教师李强副教授。电子学院先进光电所所长云峰教授与郑州大学刘玉怀教授、英国谢菲尔德大学Tao Wang教授、西安电子科技大学郝跃院士为共同通讯作者。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202206094

云峰教授和李强副教授课题组,近年来一直致力于超宽禁带半导体材料(六方氮化硼)的制备和器件应用,前期工作已获得十余项国家发明专利,并在Optical Materials ExpressApplied Surface Science等最具影响力期刊上发表了一系列文章。

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