Origin of the excitonic recombinations in hexagonal boron nitride by spatially resolved cathodoluminescence spectroscopy
本文用空间分辨阴极荧光光谱研究了六方氮化硼（hBN）中激子的复合。单个hBN微晶的阴极发光图像显示，215 nm自由激子线沿微晶非常均匀地发射，而220 nm和227 nm激子发射位于微晶的特定区域。透射电子显微镜图像显示，这些区域含有高密度的晶体缺陷。这表明220 nm和227 nm的发射都是由与结构缺陷结合的激子的复合产生的。
2007-07-04 cond-mat.mtrl-sci
The structure and local chemical properties of boron-terminated tetravacancies in hexagonal boron-nitride
利用低电压扫描透射电子显微镜（LV-STEM）对六方氮化硼（h-BN）中硼端四空位的结构和化学性质进行了表征。我们证实了早期的理论预测，这些缺陷的结构，并确定新的功能，在电子能量损失谱（EELS）的B原子使用高分辨率的化学地图，突出这些地区和原始样品区域之间的差异。我们把实验数据与计算结果联系起来，这有助于解释我们的观察结果。
2014-11-25 cond-mat.mtrl-sci
The effect of doping on the lattice parameter and properties of cubic boron nitride
本文研究了铍、硅、硫、镁掺杂立方氮化硼对晶格常数、电导率和EPR谱的影响。已经确定，与在4.2GPa和1400° C下从Mg-B-N系统的熔体的常规合成相比，在3.9- 4.2GPa和1100 ° C下从超临界氨中的BN溶液结晶立方氮化硼的情况下，掺杂程度显著增加。掺杂硅和铍导致立方氮化硼的半导体性质。
2020-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Cathodoluminescence imaging and spectroscopy on a single multiwall boron nitride nanotube
报道了单根竹节状氮化硼纳米管的阴极发光成像和光谱实验。成像实验表明，发光位于整个纳米管。光谱实验指出了维度在一维物体中的重要作用。
2007-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Cubic boron nitride: an experimental and theoretical ELNES study
对立方氮化硼中B和N K边的电子能量损失近边结构（ELNES）进行了实验和理论比较。用扫描透射电子显微镜测量了立方氮化硼颗粒的电子能量损失谱。ELNES的理论计算是在包含单粒子核-空穴效应的密度泛函理论框架内进行的。结果发现，实验和计算的ELNES的B和N的立方氮化硼的K-边缘表现出良好的一致性。
2001-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Elastic Properties of Hybrid Graphene/Boron Nitride Monolayer
最近已经合成了由石墨烯层内部的六方氮化硼（h-BN）相组成的杂化单层，并且显示出这是打开石墨烯单层中的带隙的有效方式[1]。在这封信中，我们报告了一个从头计算密度泛函理论（DFT）为基础的研究h-BN域的大小对石墨烯/氮化硼杂化单层（h-BNC）的弹性性能的影响。我们发现h-BNC的面内刚度和纵向声速均随h-BN浓度的增加而线性减小。
2012-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Morphology dependence of radial elasticity in multiwalled boron nitride nanotubes
我们报告的测量的有效径向模量的多壁氮化硼纳米管的外半径在3.7至36 nm的范围内，层数在5和48之间。这些氮化硼纳米管在径向上比先前报道的更薄和更小的氮化硼纳米管更硬。在这里，我们展示了纳米管的形态在确定其径向刚度中的关键作用，特别是我们发现，外部和内部半径R_ext和R_int对径向模量的影响比NT的厚度t更大。我们发现，有效的径向弹性模量与1/Rext非线性下降，直到达到，对于大量的层数和一个大的半径，块状六方氮化硼的横向弹性模量。
2013-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of ultra-hard nanocrystalline cubic boron nitride
采用透射电子显微镜和微纳压痕技术研究了块体纳米晶立方氮化硼的纳米结构和力学性能。所获得的硬度，弹性性能和断裂韧性的数据清楚地表明，纳米cBN属于一个家庭的先进超硬材料。
2019-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Encapsulation of the Graphene Nanoribbon Precursor 1,2,4-trichlorobenzene in Boron Nitride Nanotubes at Room Temperature
通过液相包覆和随后的1，2，4-三氯苯退火在氮化硼纳米管内部制备石墨烯纳米带。产物用高分辨率透射电子显微镜成像，并通过光学吸收和拉曼光谱进行表征。用能量色散X射线光谱（EDS）和扫描透射电子显微镜（STEM）检测氮化硼纳米管内部的含碳材料。观察到的结构扭曲下的电子束和纳米带的特征出现在拉曼光谱。
2022-09-16 cond-mat.mtrl-sci
A two-qubit cell on the basis of boron nitride nanotubes for the quantum computer
本文报道了碱金属和碱土金属原子及其离子插层氮化硼纳米管的量子化学计算结果。结果表明，不成对自旋在分离的金属原子上局域化。因此，我们提出在填充氮化硼纳米管的基础上构建量子计算机的双量子比特单元。
2002-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Water on hexagonal boron nitride from diffusion Monte Carlo
尽管最近进行了一系列的实验和模拟研究，但缺乏对水分子与六方氮化硼相互作用强度的准确估计。在这里，我们报告的量子Monte Carlo结果的水单体的吸附在周期性的六方氮化硼片，这产生一个水单体的相互作用能为-84 +/- 5毫电子伏。我们使用的结果来评估几个广泛使用的密度泛函理论（DFT）交换相关泛函的性能，发现它们都偏离很大。然而，不同的吸附位点之间的相互作用能的差异，更好地再现DFT。
2015-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Study of Uniaxial Tensile Properties of Hexagonal Boron Nitride Nanoribbons
采用Tersoff势的分子动力学模拟研究了六方氮化硼纳米带的单轴拉伸性能及其与温度、应变速率和空位缺陷的关系。发现具有扶手椅手性的26 nm X 5 nm的原始六方氮化硼纳米颗粒的极限拉伸强度为100.5 GPa。随着温度的升高，合金的极限抗拉强度和应变均降低，而随着应变速率的增加，合金的极限抗拉强度和应变均降低。此外，空位缺陷降低了极限拉伸强度和应变，其中双空位的影响明显优于点空位。
2017-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Interface Geometry on Phase Stability and Bandgap Engineering in Boron Nitride substituted Graphene: A Combined First-principles and Monte Carlo Study
采用密度泛函理论和蒙特卡罗模拟相结合的方法，研究了氮化硼/石墨烯二维六方复合材料的相稳定性和电子性质，旨在揭示两者之间形成的界面几何结构所起的作用.我们的研究强调，在一定的温度范围内，优先创建扩展扶手椅界面可能有助于氮化硼和石墨烯的固溶体的形成。我们进一步发现，对于带隙工程，扶手椅接口或混合几何形状的补丁接口是最合适的。将研究扩展到纳米尺度的几何形状表明，降维使得两相的相分离的趋势更强。我们的深入研究应该形成一个有用的数据库，在设计具有所需性能的氮化硼-石墨烯复合材料。
2017-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin-resolved Visible Optical Spectra and Electronic Characteristics of Defect-mediated Hexagonal Boron Nitride Monolayer
缺陷介导的六方氮化硼（hBN）超晶胞具有可见光谱和电子特性。hBN超晶胞中的缺陷包括原子空位、反位、反位空位以及外来原子对硼或氮的取代。具有VB、CB和NB-VN的hBN超晶胞具有跨费米能级的高电子态密度，这表明高导电电子特性。含原子空位、反位空位、杂质原子取代硼或氮等缺陷的hBN具有明显的自旋分辨光学和电子学特性，而含硼和氮反位缺陷的hBN不具有自旋分辨光学特性。带正电荷缺陷的hBN在较长的光谱区域具有主导的光学和电子特性。
2019-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Interband absorption in single layer hexagonal boron nitride
单层六方氮化硼（h-BN），俗称“白色石墨烯”，是一种很有前途的深紫外光电子器件宽带隙半导体材料。本文采用紧束缚哈密顿量计算了单层六方氮化硼的光吸收。与石墨烯相比，发现吸收是光子能量的单调递减函数，其中吸收系数与光子能量无关，并且其特征在于有效精细结构常数。
2011-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Length dependent lattice thermal conductivity of single \& multi layered hexagonal boron nitride: A first-principles study using the Callaway-Klemens \& real space super cell methods
用第一性原理方法计算了单层和多层氮化硼的声子色散、态密度、格林奈森参数和晶格热导率。对于体相{ \it h}-BN，我们还报道了双声子态密度。我们还提出了简单的解析解的声学振动模式依赖的晶格热导率。此外，计算的基础上详细的Callaway-Klemens和实空间超元胞方法计算的样品长度和温度依赖的单层和多层六方氮化硼的晶格热导率显示出良好的协议与实验数据。
2017-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Excitonic effects in optical absorption and electron-energy loss spectra of hexagonal boron nitride
基于第一性原理计算，对六方氮化硼的光学和能量损失谱进行了新的解释。我们发现，这两个光谱不能解释的独立粒子跃迁，但强烈主导激子效应。最低的直接和间接差距比以前报告的要大得多。直接带隙为6.8 eV。在6.1eV处的第一吸收峰是由于具有0.7eV的结合能的激子。我们表明，这种强烈约束的Frenkel激子也是负责的π等离子体激元的能量损失函数的低频肩。纳米管研究的影响进行了讨论。
2005-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Modeling low energy sputtering of hexagonal boron nitride by xenon ions
由于低能氙离子轰击导致的六方氮化硼的溅射发生在各种应用中，包括立方氮化硼的制造和霍尔推进器通道壁的侵蚀。在低离子能量下，由于所涉及的低产率，溅射产率的准确实验表征增加了难度。一个分子动力学模型来模拟溅射过程，并计算溅射产率的离子能量范围从10 eV到350 eV。结果进行了比较，实验数据和半经验表达式开发的Bohdansky被发现充分描述的模拟数据。研究了表面温度对溅射产额的影响，发现850 K时的溅射产额约为423 K时的2倍。
2008-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous polarization and piezoelectricity in boron nitride nanotubes
对氮化硼纳米管的自发极化和压电性能的从头算计算表明，它们是优良的压电体系，响应值大于压电聚合物。纳米管的固有手征对称性导致在任意折射率的理想孤立纳米管中总自发极化的精确抵消。管间相互作用或弹性形变破坏这种对称性会引起与纤锌矿半导体相当的自发极化。
2003-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Fingerprinting quantum emitters in hexagonal boron nitride using strain
二维范德华晶体及其异质结构提供了一个令人兴奋的替代体宽带隙半导体作为主机的单光子发射器。在不同的层状材料中，在六方氮化硼（一种层状宽带隙半导体）中观察到了明亮而坚固的基于缺陷的单光子发射体。尽管迄今为止的研究工作，在六方氮化硼中负责量子发射的深缺陷的身份仍然未知。在这项理论工作中，我证明了应变引起的发射频率的变化取决于：（i）在光激发中所涉及的缺陷态的详细性质，以及（ii）丰富的硼化学，导致硼原子之间的复杂相互作用。由于每个缺陷都对应变有不同的响应，因此它不仅可以用于调谐发射频率，还可以用于识别六方氮化硼中的量子发射体。
2020-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Neon Atoms Oscillating Inside Carbon and Boron-Nitride Nanotubes: A Fully Atomistic Molecular Dynamics Investigation
在本工作中，我们讨论了广泛的全原子分子动力学模拟的基础上，氖原子内振荡（5，5）单壁碳纳米管（CNT）和氮化硼（BNNT）的动力学。我们的结果表明，在很大的温度范围内，持续的高频振荡状态是可能的。我们的研究结果还表明，振荡的一般特征是非常相似的CNT和BNNT，在与一些猜测在以前的工作文献中的对称性破缺的重要性和手性所表现出的BNNT。
2007-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion of Boron Nitride Powders in Aqueous Suspensions with Cellulose
氮化物和碳化物陶瓷颗粒在水中的分散是困难的，因为它们的表面上不存在羟基。氮化硼也不例外，尽管它有许多应用，但迄今为止还没有发现有效的分散剂。我们在这里展示了两种纤维素衍生物的分散性能的六方氮化硼粉末，羟乙基纤维素和甲基纤维素。研究了颗粒尺寸和纤维素浓度的影响。通过等温吸附证实了纤维素在BN颗粒表面的吸附。Zeta电位测量显示了纤维素的电荷屏蔽效应。所获得的悬浮液是高度负载的并且相对于pH稳定，并且因此可以导致BN颗粒和烧结添加剂的均匀共分散。
2017-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Monolayer: A Strain-Tunable Nanosensor
利用密度泛函理论研究了三轴面内应变对六方氮化硼薄膜电子性质的影响。与石墨烯不同，三轴应变将氮化硼薄片的分子轨道定位在其中心，这取决于所施加的应变的方向。所提出的用于定位氮化硼薄片中心接近费米能级的分子轨道的技术可用于实现工程纳米传感器，例如，选择性地检测气体分子。我们表明，中央部分的应变片吸附极性分子更强烈地相比，一个unstrained片。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of Mn decorated silicene on hexagonal boron nitride
我们用第一性原理计算研究了硅烯在六方氮化硼上的吸附。由于六方氮化硼是半导体的，与硅烯的相互作用比金属基材弱。因此，有可能在硅烯中打开50 meV的带隙。我们进一步解决Mn装饰的效果，通过确定现场哈伯德相互作用参数，这证明是不同的装饰在顶部和空心网站显着。详细分析了系统中的感生磁。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Huge excitonic effects in layered hexagonal boron nitride
用全电子GW近似计算了块状六方氮化硼的准粒子能带结构，结果表明该化合物是一种间接带隙半导体。用电子-空穴双粒子格林函数的Bethe-Salpeter方程的解计算了它的光谱，结果与已有的实验数据符合得很好。对带隙内的激子结构进行了详细的分析，发现激子属于Frenkel类，并被紧紧地限制在层内。计算的激子结合能比Watanabe { \it et al}使用Wannier模型解释他们的实验结果并假设h-BN是直接带隙半导体得到的激子结合能大得多。
2005-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Stone-Wales defects in hexagonal boron nitride as ultraviolet emitters
许多量子发射体已经被测量接近或接近二维六方氮化硼的晶界，其中出现各种斯通-威尔士缺陷。我们通过第一性原理密度泛函理论计算表明，五边形-七边形斯通-威尔士缺陷是一个紫外线发射器和它的光学性质密切遵循的特点，一个4.08 eV的量子发射器经常观察到的多晶六方氮化硼。我们还表明，正方形八角形的斯通威尔士线缺陷是光学活性的，在紫外区与不同的差距取决于它们的密度在六方氮化硼。我们的研究结果可能会引入一个范式转变，在这种材料中的荧光中心的识别。
2020-08-16 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Tunable Band Gap of Boron Nitride Interfaces under Uniaxial Pressure
在这项工作中，我们表明，通过一个密度泛函理论形式主义，氢终止氮化硼表面之间的简单的物理接触引起的金属界面与自由携带相反的符号在每个表面。可以通过施加单轴压力来诱导带隙。随着压力的增加，带隙的大小从零到4.4 eV连续变化，这是根据表面态之间的相互作用来理解的。由于立方氮化硼的高热导率以及带隙和施加的压力之间的耦合，这种可调带隙界面可以用于高稳定性的电子和机电器件中。此外，在界面处的电荷载体的空间分离可能导致光伏应用。
2012-09-20 cond-mat.mtrl-sci
The energy landscape of fullerene materials: a comparison between boron, boron-nitride and carbon
采用密度泛函势能面上的最小跳跃全局几何优化方法，研究了中等尺寸和大尺寸硼团簇。即使对于孤立的中等大小的团簇的基态是一个笼状结构，他们是不稳定的外部扰动，如与其他团簇的接触。较大的硼团簇的能量景观是玻璃状的，并且具有大量的能量低于笼的结构。这与碳和氮化硼系统形成对比，碳和氮化硼系统在我们的最小跳跃运行中可以被清楚地识别为结构寻求者。势能景观的差异解释了为什么碳和氮化硼系统在自然界中被发现，而纯硼富勒烯还没有被发现。
2011-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Simultaneous Oxygen and Boron Trifluoride Functionalization of Hexagonal Boron Nitride: A Designer Cathode Material for Energy Storage
共价官能化是一种调节六方氮化硼（h-BN）单层电化学性能的方法。宽带隙绝缘体h-BN可以在用强氧化剂官能化时变成金属导体，所述强氧化剂例如氟磺酰基（$\cdot$ OSO $_2$ F），如自1978年以来已知的[N. Bartlett等人，J. Chem. Soc. Chem. Comm. { \bf 5}，200（1978）]，电导率为1.5 S/cm [C. Shen等人，J. Solid State Chem. { \bf 147}，74（1999）]，其大大超过商业阴极材料Li $_{x}$ CoO $_{2}$，同时保持优异的离子导电性。官能化氮化硼（FBN-s）在能量存储装置（例如固态电池）中的阴极应用中具有巨大的潜力。虽然氟磺酰基官能化不太可能产生可再充电阴极，但类似于氟化石墨烯（CF $_x$），本文讨论的一些其他FBN-s可以。在目前的工作中，芴，氧和组合的氧和三氟化硼的功能化进行了研究，能带结构计算的基础上。由于FBN-s的开放表面，Li、Na和Mg离子的快速离子扩散是可能的，使得电池具有2.1-5.6 V的电压、800-1200 Wh/kg的理论能量密度以及快速充电和放电。
2018-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Searching for Large-gap Quantum Spin Hall Insulators: Boron-Nitride/(Pb, Sn)/α-Al2O3 Sandwich Structures
拓扑绝缘体在高效信息处理和存储方面具有巨大的潜力。使用密度泛函理论计算，我们预测，蜂窝状的铅单层可以稳定在Al 2 O3（0001）衬底上，并成为拓扑非平凡的相当大的带隙（~0.27 eV）。此外，我们建议使用六方氮化硼（h-BN）单层作为保护的Pb/Al 2 O3和Sn/Al 2 O3的拓扑状态。我们的研究结果提出了新的可能性设计和保护二维TI的实际应用。
2017-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Dynamics of Boron Nitride Nanoscrolls
碳纳米卷（CNSs）是通过将石墨烯层卷成纸莎草状而形成的结构。CNN已经由不同的小组实验性地产生。氮化硼纳米卷（BNNSs）是使用氮化硼代替石墨烯层的类似结构。在这项工作中，我们报告的BNNS形成的结构和动力学方面的分子力学和分子动力学的结果。与CNS类似，BNNS的形成主要由两个主要的能量贡献主导，即弹性能量的增加和由于轧制层的重叠表面的范德华相互作用而导致的能量增益。扶手椅型涡卷是最稳定的结构，而锯齿型涡卷是可以热转化为扶手椅型的亚稳定结构。手性涡卷是不稳定的，并且倾向于根据其初始几何形状而演变成锯齿形或扶手椅形构型。还讨论了制备BNNSs的可能的实验路线。
2009-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculations of carbon and boron nitride allotropes and their structural phase transitions using periodic coupled cluster theory
我们提出了一个从头计算研究氮化硼以及碳同素异形体。它们的相对热力学稳定性和结构相变从低到高密度相的研究。压力-温度相图的计算和实验结果进行比较。计算采用量子化学波函数以及密度泛函理论。我们的研究结果表明，预测的能量差异往往取决于所采用的方法的选择显着。计算结果和实验结果之间的比较允许基准的准确性，不同层次的理论。所产生的结果表明，量子化学波函数为基础的理论允许实现系统的改进估计。我们发现，在耦合集团理论的水平上，氮化硼的低密度相和高密度相在0 K时都发生了热简并。这与最近的实验结果一致，表明立方氮化硼在环境条件下不是化学稳定的同素异形体。此外，我们采用计算结果来评估过渡概率从石墨低密度到类金刚石高密度相在一个近似的方式。我们的结论是，母石墨材料的堆叠顺序是至关重要的可能形成的亚稳纤锌矿氮化硼和六方碳金刚石也被称为lonsdaleite。
2019-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Graphene quantum dots embedded in hexagonal boron nitride sheets
采用第一性原理计算对石墨烯量子点嵌入六方氮化硼单层片中的电子性质进行了研究。密度泛函理论计算表明，量子点的带隙是由B、N和C原子的量子限域效应和π轨道杂化决定的。费米能级附近的能量状态被发现是强烈的本地化内和附近的量子点。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking and Registry Effects in Layered Materials: The Case of Hexagonal Boron Nitride
采用van der Waals修正的密度泛函理论方法研究了六方氮化硼（h-BN）的层间滑移能谱.结果表明，范德华力的主要作用是将层间固定在一个固定的距离上，而静电力则决定了最佳的堆积模式和层间滑动能。一个几乎自由滑动的路径被确定，沿着该路径获得~0.6 eV的带隙调制。我们提出了一个简单的几何模型，量化层之间的注册表匹配，并捕捉波纹h-BN层间能量景观的本质。这种现象学模型的简单性为复杂的层状结构（如碳和氮化硼纳米管）的建模开辟了道路。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Giant excitonic absorption and emission in two-dimensional group-III nitrides
本文用从头算方法系统地研究了BN、AlN、GAN和InN等类橄榄石半导体单层膜的吸收和发射。计算了考虑准粒子效应和激子效应的面内和离面光偏振态的吸收谱。根据能带结构讨论了吸收边和激子束缚随阳离子变化的化学趋势。激子结合能和局域化半径内的Keldysh模型的激子在二维解释。强激子效应是由于低维、限制效应和减少屏蔽的相互作用。我们发现激子辐射寿命范围从十分之几皮秒（BN）到十分之几纳秒（InN）在室温下，从而使二维氮化物，特别是InN，有前途的材料，用于发光二极管和高性能太阳能电池。
2019-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Manipulating the wavelength of single photons in insulating van der Waals heterostructures: theory and application to bilayer hexagonal boron nitride
本文提出一种阐明绝缘范德华异质结影响单层单光子发射能量机制的通用方法，并以双层六方氮化硼中的碳取代情形开展具体研究。
2024-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Properties of atomic intercalated boron nitride K4 type crystals
采用基于第一性原理计算的几何优化和冻结声子计算方法，对原子嵌入氮化硼K4晶体结构XBN（X=H，Li，Be，B，C，N，O，F，Na，Mg，Al，Si，P，S，Cl，K，Ca，Ga，Ge，As，Se，Br，Rb或Sr）的稳定性进行了研究.发现NaBN、MgBN、GaBN、FBN和ClBN是稳定的。NaBN、GaBN、FBN和ClBN是金属的，而MgBN是半导体的。
2010-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Strain engineering of magnetic states of vacancy-decorated hexagonal boron nitride
具有可调磁态的新型材料在下一代自旋电子器件的发展中起着重要的作用。本文采用密度泛函理论计算研究了双轴应变对空位修饰六方氮化硼（h-BN）单分子膜电子性质的影响。我们发现，应变可以导致具有硼空位或双空位的h-BN单层的磁状态的切换。我们的发现为低维自旋电子器件的操作提供了一条新的途径。
2013-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant flexoelectric effect in two-dimensional boron-nitride sheets
我们发现，与使用第一性原理计算，一个单原子厚的氮化硼（BN）片表现出不寻常的非线性机电效应：它成为宏观极化时，弯曲出平面。激发极化的方向在薄膜平面内，并且非解析地依赖于λ波矢量k。极化的幅度可以达到非常高的值，尽管由于BN片能够承受大的机械应变，原子位移至少是二次的。发现的效果可以找到许多应用，特别是在一种新型的高效和可靠的纳米发电机。
2008-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Nanotube Films Grown From Boron Ink Painting
在各种基底和表面上生长纳米管薄膜对于纳米功能器件的应用至关重要。我们报告了一种简单而通用的硼（B）墨水喷涂方法，该方法能够在不同表面上生长具有任何所需图案的高密度氮化硼纳米管（BNNT）薄膜并牢固地附着在不同表面上。在该方法中，首先在所需位置处涂敷、喷涂或喷墨打印具有所需图案的特殊B油墨，然后在含氮气氛中退火油墨层以形成BNNT膜。B墨水是球磨B颗粒、金属硝酸盐和乙醇的液体混合物。这是第一种能够在复杂非平坦表面上生长BNNT的方法，极大地拓宽了BNNT的潜在应用。例如，它表明，BNNT涂层的钢网可以在微升规模上分离水和油;内部BNNT涂层的针可以大大增强微流体传输;和涂层的螺钉可以用于最大限度地减少界面处的磨损。
2015-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Hydrogenation on the Stability and Mechanical Properties of Amorphous Boron Nitride
本研究通过高斯近似势模拟发现，8 at%氢掺杂可使非晶氮化硼中sp³杂化原子浓度最大化，从而提升其热稳定性与力学性能20%，为调控薄膜生长条件提供指导。
2023-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Computationally Predicted Electronic Properties and Energetics of Native Defects in Cubic Boron Nitride
本研究采用第一性原理方法结合半局部和介电混合泛函，全面分析了立方氮化硼中九种本征点缺陷的结构、电子特性及能量稳定性，并成功将 2.5 和 2.8 eV 处的光致发光峰分别归因于 N$_{\ m B}$ 和 B$_{\ m i}$ 缺陷。
2024-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of zigzag, armchair and their hybrid quantum dots of graphene and boron-nitride with and without substitution: A DFT study
采用自旋极化密度泛函理论对扶手椅型石墨烯量子点和氮化硼量子点进行了计算，研究了碳/氮化硼取代对这两种量子点电子性质的影响.作为考虑更现实的量子点的第一步，已经考虑了作为Z字形QD和扶手椅QD的组合的量子点。针对GQD和BNQD探索了取代对这些混合量子点的影响，并将这些结果与取代的A-G/BN-QD及其锯齿形类似物的结果进行了比较和对比。我们的工作表明，边缘替代可以发挥重要的工具，同时调整量子点的电子性质。
2014-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal boron nitride is an indirect bandgap semiconductor
六方氮化硼是一种具有非常高的热稳定性和化学稳定性的宽带隙半导体，通常用于在极端条件下工作的器件中。最近，高纯度晶体的生长揭示了这种材料在深紫外发射方面的潜力，在215 nm附近有强烈的发射。在过去的几年里，随着二维原子晶体和范德华异质结构的出现，六方氮化硼引起了更多的关注，这是由石墨烯的发现开始的。尽管人们对它的兴趣越来越大，而且它的结构看起来也很简单，但它的带隙性质和价值等基本问题仍然存在争议。在这里，我们解决了这个长期争论的问题，通过光学光谱的手段，在5.955 eV的间接带隙的证据。我们证明了声子辅助的光学跃迁的存在，我们测量的激子结合能约为130毫电子伏的双光子光谱。
2015-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Resonant Excitation of Quantum Emitters in Hexagonal Boron Nitride
层状六方氮化硼（hBN）量子发射体作为一种有前途的单光子源，近年来引起了人们的极大关注。在这项工作中，我们证明了一个单一的缺陷中心的hBN，在量子信息应用中的光源就业的最重要的先决条件之一的共振激发。我们观察到的hBN发射器的光谱线宽窄于1 GHz，而发射器经历光谱扩散。时间的光致发光测量揭示了约100毫秒的平均光谱扩散时间。共振光子反聚束测量也实现了。我们的研究结果揭示了hBN量子发射体在纳米光子学和量子信息中的潜在用途。
2017-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Influence of 14N hyperfine interaction on electron nuclear double resonance of boron vacancy in hexagonal boron nitride
本研究针对hBN中VB缺陷邻近氮原子的ENDOR谱线偏移现象，假设源于VB与14N的超精细相互作用，通过二阶微扰理论计算推导修正方程，其结果与实验吻合且发现核态混入电子态程度约0.04-0.07%。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Attachment of colloidal nanoparticles to boron nitride nanotubes
将纳米颗粒非共价地连接到一维系统如氮化硼纳米管以形成复合材料具有强烈的兴趣。这些材料的组合可能用于催化，太阳能电池或水分解。此外，可以在这样的系统中研究组分之间的电荷转移的基本方面。我们报告的合成和表征的纳米复合材料的基础上，半导体纳米粒子直接和非共价连接到氮化硼纳米管。氮化硼纳米管被简单地整合到相应的纳米颗粒的胶体合成中。用PbSe，CdSe和ZnO纳米颗粒覆盖了从近红外到紫外范围的宽范围的半导体带隙。实现了具有这些半导体纳米颗粒的氮化硼纳米管的高表面覆盖率，同时发现具有金属纳米颗粒的类似原位方法不会导致适当的附着。此外，所有调查的纳米粒子的潜在的附着机制的可能的模型。为了强调氮化硼纳米管作为半导体纳米颗粒的支撑材料提供的新的可能性，我们研究了BN-CdSe复合材料的荧光。与附着在碳纳米管上的CdSe纳米颗粒相反，附着在氮化硼纳米管上的颗粒保持荧光，其中荧光被淬灭。通过我们的多功能方法，我们扩展了BN-纳米颗粒复合材料的库，这些复合材料为广泛应用的碳纳米管-纳米颗粒复合材料提供了一种有趣的、电子非相互作用的补充。
2017-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Minimum thermal conductance in graphene and boron nitride superlattice
在石墨烯和氮化硼超晶格中，当$d_{s}$远低于声子平均自由程时，超晶格的最小热导率随超晶格尺寸的变化（$d_{s}$）被揭示出来。在$d_{s}/L\approx 5%$的恒定比率下达到最小值，其中$L$是超晶格的总长度;因此$d_{s}$的最小点取决于$L$。这一现象归因于超晶格的局域化特性和有限模的数目。随着$d_{s}$的增加，受限模的局域化程度增强，受限模的数目减少，直接导致热导最小。
2011-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Energy gap tuning in graphene on hexagonal boron nitride bilayer system
我们采用紧束缚方法和密度泛函理论计算研究了石墨烯/六方氮化硼双层膜系统在最稳定构型下的能带结构。我们表明，在垂直于层的方向上施加的电场显着修改整个系统的电子结构，包括移位，anticrossing和带的其他变形，这可以允许控制的值的能隙。结果表明，偏置系统的能带结构可以根据纳米电子学应用的具体要求进行调整。预计载流子的迁移率高于双层石墨烯器件。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition-Assembled Graphene Field-Effect Transistor on Hexagonal Boron Nitride
我们研究了通过化学气相沉积（CVD）组装的单层石墨烯的关键电学性质，这些电学性质受支撑衬底材料的影响。石墨烯场效应晶体管（GFET）的碳沟道直接放置在六方氮化硼（h-BN）和SiO2，分别。与SiO2衬底相比，h-BN衬底的小信号载流子迁移率（gm）和有效载流子迁移率（μeff）分别提高了8.5倍和4倍。与在SiO2上具有剥离的石墨烯的GFET相比，从在h-BN衬底上具有CVD石墨烯的器件测量的gm和μeff表现出相当的值。实验表明，采用h-BN作为大面积碳电子学的平台材料的潜力。
2011-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature coherent control of protected qubit in hexagonal boron nitride
六方氮化硼箔中的自旋缺陷是用于磁场成像的有吸引力的平台，因为探针可以被放置在非常接近目标的位置。然而，作为III-V族材料，电子自旋相干性受到核自旋环境的限制，在室温下可接近磁场的自旋回波相干时间为$\sim100~\mathrm{ns}$。我们使用一个强大的连续微波驱动器的调制，以稳定拉比振荡，延长相干时间高达$\sim4~\mathrm{μs}$，这是接近10- $\mathrm{μs}$电子自旋寿命在我们的样品。然后，我们定义一个受保护的量子位基，并显示对受保护的量子位的完全控制。受保护量子位的叠加的相干时间可以高达$0.8~\mathrm{μs}$。这项工作确立了六方氮化硼中的硼空位可以具有在环境条件下与小纳米金刚石中的典型NV中心竞争的电子自旋相干时间。
2022-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Laser-controlled field effect in graphene/hexagonal boron nitride heterostructures
研究了激光辐照对六方氮化硼（h-BN）局部性质改性的可能性。使用拉曼光谱和静电力显微镜进行调查。发现激光诱导的修饰不会引起结构变化。然而，它们对材料的拉曼光谱和局部电荷状态有影响。它们也被证明是稳定的时间和样品的电气接地期间。提出了h-BN中存在的深缺陷的光电离机制来解释所观察到的现象。这种效应为h-BN基平面异质结构的纳米化开辟了新的途径。
2018-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Polycrystalline γ-boron: As hard as polycrystalline cubic boron nitride
用金刚石压痕法测量了γ-B多晶的维氏硬度。用超声波法测量了室温下多晶γ-B（B= 213.9GPa，G= 227.2GPa，E= 503.3GPa）的弹性性能。在20 N的加载力下，我们的测试给出了30.3 GPa的渐近硬度区域中的平均维氏硬度。测得的平均断裂韧性为4.1MPa m1/2。此外，我们还测量了多晶β-B和PcBN的硬度和弹性性能，以作比较。多晶γ-B的硬度和弹性性能与PcBN非常接近。结果表明，多晶γ-B是一种具有工业应用前景的超硬多晶材料。
2012-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Wurtzite Boron Nitride as a potential defects host
本研究通过第一性原理混合DFT计算分析了wBN中关键本征点缺陷的形成能和电子结构，揭示其作为光学活性缺陷宿主的潜力，为极端条件下的量子技术及缺陷工程奠定基础。
2025-06-26 cond-mat.mtrl-sci
