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中科院上海微系統(tǒng)所信息功能材料國家重點實驗室研究人員通過引入氣態(tài)催化劑的方法,在國際上首次實現(xiàn)了石墨烯單晶在六角氮化硼表面高取向快速生長。
該團隊在前期掌握石墨烯單晶、形核控制和襯底的取向關(guān)系的基礎(chǔ)上,用乙炔為碳源,創(chuàng)新性地引入硅烷作為催化劑,通過化學(xué)氣相外延的方法制備晶疇尺寸超過20微米的石墨烯單晶,生長速率較之前的文獻報道提高了兩個數(shù)量級,超過90%的石墨烯單晶與氮化硼襯底嚴(yán)格取向,呈現(xiàn)由莫瑞條紋引起的二維晶體結(jié)構(gòu),制備石墨烯的霍爾遷移率超過2萬平方厘米每伏秒。
氮化硼在空氣中抗氧化溫度高達900℃,惰性環(huán)境下在1800-2000℃開始分解,膨脹系數(shù)為10-6,僅次于石英。2000℃下電阻為104Ω/cm,陶瓷中最好的高溫絕緣材料,介電常數(shù)為4,能透微波,常用作雷達天線的外保護層。
BN與大多數(shù)氧化劑、無機酸/堿不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),呈現(xiàn)化學(xué)惰性,表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性;作為一種先進的納米材料和陶瓷材料,氮化硼納米材料以其優(yōu)秀的物理和化學(xué)性能受到了各個領(lǐng)域的青睞,在光電、環(huán)保及日化等領(lǐng)域也必將發(fā)揮更重要的作用。我們需要在已有的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)上,開拓思路,實現(xiàn)氮化硼納米材料的大規(guī)模、經(jīng)濟實惠、零污染合成,促進廣泛應(yīng)用。