Orientationally Misaligned Zipping of Lateral Graphene and Boron Nitride Nanoribbons with Minimized Strain Energy and Enhanced Half-Metallicity
二维材料的横向异质结构可以表现出各种有趣的涌现特性。然而，当指定到锯齿形石墨烯和六方氮化硼（hBN）纳米带的取向对齐的异质结时，对它们的性能的高期望的实现遇到了两个障碍。首先，应变能的快速积累阻碍了大规模制造.其次，预测的独立石墨烯纳米带的明显半金属性被严重抑制。通过适当调整锯齿形石墨烯和手性hBN纳米带之间的取向错位，在这里，我们提出了一种简单的方法来克服这两个障碍。我们的第一性原理计算表明，在这样的异质结的应变能积累显着减少了一系列的错位。更引人注目的是，半金属性从取向对齐的情况下大大增强，回到与独立的情况下在幅度上相当。恢复的半金属性在很大程度上归因于相对的异质结界面之间恢复的超交换相互作用。目前的研究结果可能对最终实现石墨烯基自旋电子学具有重要意义。
2015-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of graphene-nanoribbons on hexagonal boron nitride
六方氮化硼是形成二维异质结构的理想电介质，因为它可以剥离到只有几个原子厚并且其缺陷密度非常低。通过将石墨烯纳米带放置在高质量的六方氮化硼上，可以产生具有非常高的迁移率的理想的准一维（1D）系统。高质量的一维电子系统的可用性也是非常感兴趣的，因为当接近超导体时，它们可以被有效地设计成实现马约拉纳束缚态。在这项工作中，我们研究了氮化硼衬底如何影响石墨烯纳米带的电子性质。我们考虑扶手椅和锯齿形纳米带。我们的研究结果表明，对于某些堆叠配置的氮化硼可以显着影响的电子结构的带。特别地，对于锯齿形纳米带，由于边缘处的自旋和亚晶格自由度之间的锁定，六方氮化硼可以诱导自旋极化边缘状态的非常强的自旋分裂。我们发现这样的自旋分裂可以高达40~meV。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall
A DFT Study on the Electronic Structure of In-Plane Heterojunctions of Graphene and Hexagonal Boron Nitride Nanoribbons
六方氮化硼（h-BN）和石墨烯纳米带之间的结构相似性允许形成具有小链应力的异质结。前者的绝缘性质和后者的准金属性质的组合使得这种异质结构对于平板光电子学特别有趣。最近，实验证明，石墨烯和h-BN域的形状可以精确控制，并且可以产生尖锐的石墨烯/h-BN界面。在这里，我们研究了不同尺寸的石墨烯（h-BN）纳米晶畴夹在h-BN（石墨烯）纳米带之间形成面内异质结的电子和结构特性。研究了锯齿形终止的不同畴尺寸。结果表明，电荷密度是本地化的异质结的边缘，无论域的大小。这些材料呈现出具有铁磁行为的金属性质，其可用于纳米级的磁性应用。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall 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
Dirac half-semimetallicity and antiferromagnetism in graphene nanoribbon/hexagonal boron nitride heterojunctions
本文预测石墨烯纳米带/六方氮化硼异质结具有半半金属性，其完全自旋极化的狄拉克点源于电荷转移，且掺杂可诱导反铁磁到亚铁磁相变，为碳基自旋电子学提供可调谐一维自旋极化导电通道。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall 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
Oriented Graphene Nanoribbons Embedded in Hexagonal Boron Nitride Trenches
石墨烯纳米带（GNR）是石墨烯的超窄条，其具有用于高性能石墨烯基半导体电子器件的潜力。然而，GNR在介电衬底上的受控生长仍然是一个挑战。在这里，我们报告的成功增长GNRs直接在六方氮化硼衬底上具有光滑的边缘和可控的宽度，使用化学气相沉积。该方法是基于一种类型的模板生长，其允许在六方氮化硼上的纳米沟槽中的单层GNRs的平面内外延，其中边缘遵循Z字形方向。嵌入式GNR通道显示出优异的电子性能，即使在室温下。GNR的这种与集成电路处理兼容的面内异质集成产生了具有几个苯环宽度的带隙沟道，使得能够开发基于GNR的数字集成电路。
2017-03-09 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
Reactive-Ion-Etched Graphene Nanoribbons on a Hexagonal Boron Nitride Substrate
我们报告了在六方氮化硼衬底上的单层石墨烯微米级器件和纳米带的制造和电学特性。我们表明，微米尺寸的设备有显着更高的流动性和更低的无序密度相比，在二氧化硅衬底上制造的设备与以前的研究结果一致。然而，六方氮化硼上的反应性离子蚀刻的石墨烯纳米带的传输特性似乎与二氧化硅衬底上的带的传输特性非常相似。我们进行了详细的研究，以突出两者的相似之处以及差异。我们的研究结果表明，边缘有一个重要的影响，在反应离子蚀刻石墨烯纳米器件的运输。
2013-02-05 cond-mat.mes-hall
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
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
Root-Growth of Boron Nitride Nanotubes: Experiments and \textit{Ab Initio} Simulations
我们已经合成了氮化硼纳米管（BNNTs）在电弧中存在的硼和氮物种只有，没有过渡金属。我们发现BNNT通常附着在纯硼纳米颗粒上，这表明根部生长是其形成的可能机制。为了进一步深入了解这一过程，我们研究了BNNT的根生长的关键机制上的液体硼液滴的表面从头算分子动力学模拟。我们发现，氮原子主要驻留在液滴表面，在那里他们组织形成氮化硼岛低于2400 K。为了最小化与下面的液体颗粒的接触，岛假设非平面配置，这可能是帽结构的热成核的前体。一旦形成，帽是稳定的，可以很容易地将氮和硼原子在其基础上，导致进一步的增长。我们的模拟支持BNNT的根生长机制，并提供了全面的证据，液体硼所发挥的积极作用。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
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
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
Graphene Nanoribbons on Hexagonal Boron Nitride: Deposition and Transport Characterization
将不同宽度的化学合成的“凹”型石墨烯纳米带（cGNRs）分散并滴铸到Si/SiO2芯片上的剥离的六方氮化硼（hBN）上。利用AFM，我们观察到cGNRs形成沿着hBN的晶轴排列的有序结构域。使用电子束光刻和金属化，我们接触的cGNRs与镍铬/金，或钯接触，并测量其I-V特性。金属和带之间的接触的肖特基行为主导了通过带的传输。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall
Edge Chemistry Effects on the Structural, Electronic, and Electric Response Properties of Boron Nitride Quantum Dots
研究了边缘氢化和羟基化对六方氮化硼量子点（h-BNQD）相对稳定性和电子性质的影响。锯齿形边缘羟基化被发现导致相当大的能量稳定的h-BNQD，以及减少他们的电子间隙相对于他们的氢化对应物。施加外部面内电场导致间隙单调减小。当与它们的边缘氢化对应物相比时，需要显著较低的场强度来实现锯齿形边缘羟基化的h-BNQD的完全间隙闭合。这些结果表明，边缘化学可以提供一个可行的路线，设计稳定和强大的电子器件的基础上纳米六方氮化硼系统。
2014-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Structure and energetics of carbon, hexagonal boron nitride and carbon/hexagonal boron nitride single-layer and bilayer nanoscrolls
单层和双层碳和六方氮化硼纳米卷以及由双层石墨烯/六方氮化硼异质结构制成的纳米卷被认为是。基于解析模型和数值计算，得到了单层和双层矩形纳米带轧制得到的相应纳米卷的稳态结构。的长度的纳米带的稳定和积极有利的nanoscroll是可能的。计算了单层和双层纳米带滚动成纳米卷和纳米卷展开的障碍。基于计算的势垒纳米卷的稳定状态下的寿命估计。通过密度泛函理论计算得到了模型中石墨烯和六方氮化硼层的弯曲弹性常数。
2018-04-06 cond-mat.mes-hall
Photo-induced Doping in Graphene/Boron Nitride Heterostructures
分层材料堆叠的设计，其中相邻层通过范德华力相互作用[1]，使得具有不同电学，光学和机械特性的各种二维晶体的组合成为可能，并出现了新的物理现象和器件功能[2-8]。在这里，我们报告光诱导掺杂的范德华异质结构（VDH）的石墨烯和氮化硼层组成。它使得能够用可见光灵活且可重复地写入和擦除石墨烯中的电荷掺杂。我们证明了这种光诱导掺杂保持了石墨烯-氮化硼（G/BN）异质结构的高载流子迁移率，这类似于半导体异质结中使用的调制掺杂技术，并且可以用于产生空间变化的掺杂分布，例如pn结。我们发现，这种光致掺杂产生从微观耦合的光和电响应的G/BN异质结构，其中包括在氮化硼中的缺陷跃迁的光激发，在石墨烯中的电输运，和氮化硼和石墨烯之间的电荷转移。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and thermoelectric properties of quasi-fractal carbon nitride nanoribbons
近年来，人们致力于合成具有准分形几何结构的人工分子系统，这为分数维原子系统的电子性质的实验研究提供了新的机会。分形纳米系统中输运现象的理论研究又引起了人们的兴趣。本文采用基于密度泛函理论、分子动力学和非平衡格林函数的计算方法，研究了Sierpinski三角形块准分形氮化碳纳米管的电子和热电性质.我们估计的准分形块在纳米晶体的代g的输运性质的变化。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall
Lattice mismatch induced ripples and wrinkles in planar graphene/boron nitride superlattices
用连续介质理论描述了平面石墨烯/氮化硼超晶格中周期性波纹的形成。由于两种材料之间的晶格失配，它表明，平坦的超晶格是不稳定的波纹形成适当的波长。弯曲能和横向拉伸能之间的竞争产生取决于超晶格节距的最佳波纹波长。连续谱理论预测的最佳波长与Nandwana和Ertekin，Nano Lett先前报道的原子尺度总能量计算结果非常一致。15 1468（2015）。
2015-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced programmable half-metal and spin-gapless semiconductor in an edge-doped boron nitride nanoribbon
半金属和无自旋带隙半导体材料的研究在自旋电子学材料设计中引起了广泛的关注。现有的进展，在这样的搜索往往需要特殊的原子晶格结构，也缺乏积极的控制所产生的电子性质。在这里，我们揭示了具有碳掺杂边缘的氮化硼纳米晶可以以可编程的方式制成半金属或无自旋隙半导体。机械应变充当半金属和无自旋带隙半导体功能发生的开/关开关。我们的发现揭示了边缘掺杂与应变工程相结合如何影响二维材料的电子性质
2016-03-01 cond-mat.mes-hall
Fe intercalation under graphene and hexagonal boron nitride in-plane heterostructure on Pt(111)
限制在sp2杂化二维材料和固体载体之间的金属纳米结构由于其在新纳米技术中的潜在应用而引起人们的关注。在明确定义的条件下进行模型研究对于理解2D覆盖下的现象的基本方面是有价值的。在这项工作中，我们使用光谱和显微镜技术相结合，研究了铁原子通过单层混合石墨烯和六方氮化硼在Pt（111）上的嵌入。铁的热激活扩散优先在石墨烯下进行，并且仅部分在六方氮化硼区域下进行。当氧与铁共吸附时，插层速率较高，并观察到B_2O_3和含氧B-C物种的形成。我们的研究结果表明，限制铁磁层下的异质结构的石墨烯和六方氮化硼与潜在的技术影响，在自旋电子学，磁数据存储或化学领域的2D覆盖的可能性。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Graphene on Hexagonal Boron Nitride
自2004年首次通过机械剥离分离石墨烯以来，石墨烯研究领域发展迅速。由于其载流子的相对论狄拉克性质，石墨烯既是下一代电子器件的有前途的材料，也是固有高能物理现象的方便的低能测试平台。这两个研究分支都需要简单地制造干净的石墨烯器件，以免掩盖其固有的物理特性。六方氮化硼已经成为石墨烯器件的有前途的衬底，因为它是绝缘的、原子级平坦的并且为石墨烯提供清洁的电荷环境。此外，石墨烯和氮化硼之间的相互作用为研究裸石墨烯器件中不存在的新物理现象提供了途径。本文从扫描隧道显微镜的角度对石墨烯在六方氮化硼器件上的研究进展进行了综述，重点介绍了电输运测量的一些重要结果。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transition levels of quantum emitters in hexagonal boron nitride
层状材料中的量子发射体在纳米光子学中具有很好的应用前景。在这里，我们提出了一种基于电荷转移到石墨烯的技术，用于测量宽带隙2D材料中荧光缺陷的电荷跃迁能级（$\rm E_t$），并将其应用于六方氮化硼（hBN）中的量子发射体。我们的研究结果将有助于识别hBN中量子发射体的原子结构，以及实际应用，因为$\rm E_t$确定缺陷电荷状态，并在光动力学中起着关键作用。
2019-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistive junctions based on epitaxial graphene and hexagonal boron nitride
我们提出单层外延石墨烯和六方氮化硼（h-BN）作为最终厚度的共价间隔磁阻结。利用第一性原理方法，我们研究了这种结的结构，磁性和自旋输运性质的基础上，结构良好的界面与（111）面心立方或（0001）六方晶系铁磁过渡金属。我们发现低电阻面积的产品，强交换耦合整个接口，和磁阻比超过100%的某些化学成分。这些属性可以微调，使拟议的结有吸引力的纳米自旋电子学应用。
2009-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable electronic properties of partially edge-hydrogenated armchair boron-nitrogen-carbon nanoribbons
采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法，研究了部分和完全边缘氢化的扶手椅型硼氮碳（BNC）纳米带（ABNCNRs）的电子性质.由于边缘的部分钝化，不参与成键的电子形成位于费米能级附近的新的能态。由于这些额外的能带，一些ABNCNR表现出金属行为，这在扶手椅型纳米带中是非常罕见的。我们的计算表明，金属行为观察到以下钝化模式：（i）当从一个边缘的B原子，从另一个边缘的N原子，未钝化。(ii)当来自两个边缘的N原子未钝化时。(iii)当来自一个边缘的C原子和来自另一个边缘的N原子未钝化时。此外，自旋极化也观察到某些钝化方案，这也是非常罕见的扶手椅纳米带。因此，我们的研究结果表明，ABNCNRs表现出广泛的电子和{磁}属性的完全边缘氢化的ABNCNRs是直接带隙半导体，而部分边缘氢化的是半导体，或金属，同时表现出自旋极化，基于钝化的性质。我们还发现，与较窄的相比，具有较大宽度的条带更稳定。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-crystal hexagonal boron nitride monolayer epitaxially grown on Cu (111) thin film across a wafer
我们展示了在高对称指数表面平面Cu（111）上生长的晶片级六方氮化硼（hBN）单晶，其是绝缘原子薄单层。通过密度泛函理论计算证实，Cu（111）与B6N7团簇对接的A阶边和B阶边的结合能差约为0.23 eV，保证了单向外延生长.
2021-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic states and optical properties of single-layer carbon-doped hexagonal boron nitride
我们表明，碳掺杂的六方氮化硼（h-BN）具有非凡的性能与许多可能的应用。我们证明了与碳原子相关的取代诱导杂质态及其相互作用决定了C掺杂h-BN的电子结构和性质。此外，我们还发现，嵌入h-BN中的小C团簇中的局域杂质态的堆叠在h-BN的宽禁带中形成了一组离散的能级。这些C原子团簇的电子结构在光学、磁光和光电子学方面有着广泛的应用。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High thermal conductivity of hexagonal boron nitride laminates
二维材料的特征在于许多独特的物理性质，这些性质可能使它们适用于各种各样的应用。特别地，石墨烯和六方氮化硼的大热导率已经被承认，并且这些材料已经被建议作为用于电子设备中的热管理的新型核心材料。然而，尚不清楚大规模生产的六方氮化硼薄片是否允许实现工业相关的热导率值。在这里，我们证明了六方氮化硼的层压板表现出高达20 W/mK的热导率，这是显着大于目前用于热管理。我们还表明，层压板的热导率随着体积质量密度的增加而增加，这创造了一种微调其热性能的方法。
2015-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on A novel two-dimensional boron carbon nitride (BCN) monolayer: A first-principles insight [J. Appl. Phys. 2021, 130, 114301]
最近，Bafekry等人[J. Appl. Phys. 130，114301（2021）]报道了他们关于BCN单层的结构、声子色散、弹性常数和电子性质的密度泛函理论（DFT）结果。然而，上述理论工作包括错误的结果和讨论，这将在下面解释。
2022-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal boron nitride as an ideal substrate for carbon nanotube photonics
六方氮化硼被广泛用作电子和光子器件中二维材料的衬底。在这里，我们证明了二维六方氮化硼也是一维单壁碳纳米管的理想衬底。纳米管直接连接到六方氮化硼显示明亮的光致发光与窄线宽在室温下，空气中悬浮的纳米管。使用光致发光激发光谱，我们明确地分配氮化硼纳米管的手性通过跟踪单个管之前和之后与氮化硼接触。虽然六方氮化硼具有较低的介电常数，并且仅附着在纳米管的一侧，但我们观察到光学跃迁能量从空气悬浮纳米管红移高达~50 meV。我们还进行了统计测量超过400管，和红移被发现是依赖于管径。这项工作开辟了新的可能性，全固态碳纳米管光子器件利用六方氮化硼衬底。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall
Conductivity of graphene on boron nitride substrates
本文从理论上计算了六方氮化硼（h-BN）衬底上单层和双层石墨烯的无序限制电导率，并与最近的实验结果进行了比较。该比较导致直接定量估计h-BN系统上石墨烯中短程和长程无序的潜在无序强度。我们发现，与相应的SiO $_2$衬底相比，石墨烯和h-BN之间良好的界面质量导致了对带电杂质散射的强烈抑制，从而使石墨烯在h-BN系统上产生了非常高的迁移率。
2010-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric properties in hybrid graphene-boron nitride nanoribbons
采用非平衡格林函数（NEGF）方法研究了石墨烯-氮化硼杂化纳米带（BCNNR）的热电性能。我们发现，通过周期性地将六方氮化硼（h-BN）嵌入石墨烯纳米带（GNRs）中，可以显著提高热电优值（ZT）。与原始GNRs相比，宽度指数为3 p +2的扶手椅边缘BCNNR的ZT提高了10~20倍，而其他宽度的纳米带的ZT仅提高了1.5~3倍。而对于带边的纳米带，ZT值提高了2~3倍。这种改进来自塞贝克系数的增加和热导率的降低的组合超过电导率的降低。此外，还讨论了h-BN组分配比对热电输运性质的影响。这些结果使BCNNR成为构建出色热电器件的有希望的候选者。
2012-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Evidence for defect-mediated tunneling in hexagonal boron nitride-based junctions
我们研究了金属-绝缘体-金属结中的隧穿效应，这些结采用了几个原子层的六方氮化硼（hBN）作为绝缘势垒。虽然低偏压隧道电阻随势垒厚度几乎呈指数增加，但在电流-电压曲线中可以看到细微的特征，表明hBN绝缘体中存在的本征缺陷对隧道传输的显著影响。特别是，观察到单电子充电事件，这在直接隧穿基本上较低的较厚势垒器件中更明显。此外，我们发现，退火的设备修改的缺陷状态，因此隧道签名。
2015-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hunting for Monolayer Boron Nitride: Optical and Raman Signatures
我们描述了单层和少层氮化硼的识别。它的光学对比度比石墨烯小得多，但通过优化观察条件，即使是单层也可以识别。拉曼光谱可用于确认BN单层。它们表现出高达4 cm-1的基本拉曼模式的上移。较厚晶体中的层数可以通过利用拉曼强度和光学对比度的整数阶增加来计数。
2010-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical manipulation and exfoliation of boron nitride flakes by micro-plowing with an AFM tip
我们展示了一个简单的方法来操纵和剥离厚六方氮化硼（h-BN）薄片使用原子力显微镜（AFM）的悬臂和尖端安装到显微操作台。几十到几百纳米的厚薄片可以减薄到大面积、少层和单层薄片。我们使用AFM和拉曼光谱表征所得到的薄下来的薄片。该技术可推广到其他二维范德瓦尔斯材料。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Optical Properties of Hexagonal Boron Nitride Thin Films
采用超声波破碎法制备了少层片状六方氮化硼，并将其团聚成薄膜。测量了薄膜的透射光谱和反射光谱。的线性和圆偏振的光谱依赖性揭示了一个隐藏的各向异性的膜在整个样品区域，这不能解释的各向异性的混沌取向的单个粒子。光学显微镜图像的统计分析表明，宏观粒子密度分布与偏振数据中观察到的光轴相对应的顺序。
2021-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface of graphene nanopore and hexagonal boron nitride as a sensing device
嵌入六方氮化硼中的石墨烯条的原子精确控制合成为构建具有传感应用的纳米器件开辟了新的可能性。在这里，我们探索的电子结构和量子输运的石墨烯纳米颗粒嵌入六方氮化硼的性质，使用密度泛函理论和非平衡格林函数方法相结合，计算电导。我们发现，石墨烯纳米粒子的签名被保存在透射光谱和本地电流主要局限于石墨烯域。当在系统的石墨烯部分中产生适当尺寸的纳米孔时，电子电流被限制在沿着六方氮化硼边界运行的碳链上。这种情况可以使假设的纳米器件对通过纳米孔的分子的电子性质变得高度敏感，从而开辟了基于石墨烯纳米管中实时电导调制测量的气体分子，氨基酸甚至DNA序列检测的方法。
2016-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band gaps in incommensurable graphene on hexagonal boron nitride
设计出打开石墨烯带隙的方法，使电荷载流子质量有限，这对许多应用来说都是至关重要的。最近在六方氮化硼（h-BN）上使用石墨烯的实验提供了诱人的暗示，即与衬底的弱相互作用足以打开间隙，这与早期的发现相矛盾。使用多体微扰理论，我们发现，小观察到的差距是什么后，一个更大的潜在的准粒子间隙被抑制的不可逆性。这种抑制对石墨烯与衬底分离距离的小调制的敏感性表明了暴露更大的底层间隙的方法。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-engineered ferroelectricity in bilayer boron nitride
具有低至原子厚度的稳健极化的2D铁电体为功能异质结构提供了新的构建块。然而，实验报告，仍然稀少，因为层状极性晶体的要求。在这里，我们展示了一个合理的设计方法，工程二维铁电体从非铁电母体化合物通过采用范德华组装。显示出叠层堆叠的双层氮化硼表现出取决于堆叠顺序而反转的面外电极化的强度。通过相邻堆叠的石墨烯片的电阻来探测极化切换。此外，通过小角度扭转氮化硼片改变开关的动力学，由于形成具有交错极化的莫尔铁电性。石墨烯的铁电性在室温下仍然存在，同时保持了石墨烯的高迁移率，为潜在的非易失性存储器应用铺平了道路。
2021-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen isotope effects on boron vacancy quantum sensors in hexagonal boron nitride
本文研究$^{15}$N同位素富集hBN中硼空位缺陷的磁共振特性，测得$^{15}$N自旋超精细相互作用参数为64 MHz，为量子传感用hBN提供了设计准则。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Stability of boron nitride bilayers: Ground state energies, interlayer distances, and tight-binding description
我们研究了氮化硼的单层和双层能带结构。对于双层，不同的五个堆叠的基态能量使用DFT计算，以确定最稳定的配置。此外，层间距离为五种不同类型的堆叠中，可以发现硼-氮化物双层被确定。采用最小紧束缚模型对氮化硼双层膜的能带结构进行了计算，并通过紧束缚经验模型拟合DFT结果，得到了氮化硼双层膜的跳跃参数和在位能量。
2011-01-20 cond-mat.mes-hall
Transport and particle-hole asymmetry in graphene on boron nitride
在六方氮化硼（hBN）衬底上的石墨烯的所有局部电子性质表现出与共享三角形布拉维晶格之间的晶格常数和取向差异相关的空间莫尔图案。我们应用先前推导出的有效哈密顿量的$π$ -带的石墨烯上的h-BN来解决载流子依赖性的输运性质，集中在电导率的功能，在四个电子和四个空穴每单元电池。这些输运特征测量了$π$ -电子脱离莫尔图案的布拉格散射强度，并表现出惊人的粒子-空穴不对称性，我们追踪到我们物理解释的有效哈密顿量的特定特征。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical thickness determination of hexagonal Boron Nitride flakes
光学反射率衬度为表征二维材料的少量单层样品提供了一种简单、快速和非侵入性的方法。在这里，我们应用这种技术来测量六方氮化硼（hBN）薄片的厚度，这是一种在纳米器件制造中越来越感兴趣的材料。光学对比度在短波长处显示出强的负峰，并且在厚度依赖的波长处显示出零对比度。对于1-80层hBN，光学对比度线性变化，这允许容易地校准厚度。我们通过比较原子力显微镜和光学对比度结果证明了这种快速表征方法的适用性。
2013-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Friction of Water on Graphene and Hexagonal Boron Nitride from ab initio Methods: Very Different Slippage Despite Very Similar Interface Structures
摩擦是液体/水/固体界面处耗散的主要来源之一。尽管最近的进展，水/固体摩擦与固体表面的结构和能量学的详细了解是缺乏的。在这里，我们第一次表明，\textit{ab initio}分子动力学可以用来解开纳米级水的结构和液体水与石墨烯和六方氮化硼接触的摩擦之间的联系。我们发现，虽然界面呈现出非常相似的结构之间的两个片，氮化硼上的摩擦系数是$\approx 3$倍大于石墨烯。这是因为特定的电子结构效应引起的氮化硼上的能量景观的更大变化。我们讨论了一个微妙的依赖表面上的原子细节的摩擦，这是不相关的润湿性能，可能会有显着的影响，在纳米尺度上的水的运输，与膜的开发脱盐和渗透电力收获的影响。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Properties of Substitutionally Boron-doped Graphene Nanoribbons on a Au(111) Surface
通过原子精度的表面合成策略生长的高质量石墨烯纳米带（GNR）可以通过在分子前体中插入杂原子或化学基团来可控地掺杂。在这里，我们研究的扶手椅GNRs的电子结构的替代掺杂二硼部分在中心，通过结合扫描隧道光谱，角度分辨光电发射，和密度泛函理论模拟。硼原子出现向表面的微小位移，表明它们与金属的相互作用更强。我们发现两个富硼的平带出现的GNR带隙内的杂质状态，其中一个特别扩大后，其与金表面状态的杂交。此外，硼原子使原始GNR的导带和价带远离带隙边缘移动，而使上方和下方的带不受影响，这些带成为新的前沿带，并且具有可忽略的硼特征。这是由于根据它们的对称性，硼态与GNR带的选择性混合。我们的研究结果表明，GNRs的能带结构可以通过改变二硼部分之间的分离来调节。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of the conductivity of graphene on boron nitride
单层石墨烯的衬底材料通过各种机制影响载流子迁移率。在室温下，传导电子被定位在衬底表面的声子模散射，可以严重限制载流子迁移率。我们在这里表明，对于由压电六方氮化硼（hBN）制成的衬底，与广泛使用的SiO $_2$相比，这种远程声子散射机制在室温下几乎弱一个数量级，并导致电阻率约为3\，$Ω$。这使得hBN成为未来在室温下工作的石墨烯基电子器件的优秀候选材料。
2012-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topologically protected interface phonons in two-dimensional nanomaterials: hexagonal boron nitride and silicon carbide
我们进行了晶格动力学分析和分子动力学模拟，以证明存在的拓扑保护声子模式的二维，单层六方氮化硼片。拓扑声子模式被发现是本地化在一个平面内的界面，将系统分为两个区域的不同谷陈数。这种拓扑声子模式的色散跨越频率间隙[1123，1278] cm^{-1}，该频率间隙通过与量子谷霍尔效应的类比通过破坏原始单位晶胞中的硼和氮原子的反转对称性而打开。因此，具有该间隙内的频率的振动能量在拓扑上受到保护，导致波传播表现出最小的反向散射，对于诸如尖角的结构缺陷是鲁棒的，并且表现出优异的时间稳定性。我们的发现开辟了在二维纳米材料中实现拓扑声子和力学的可能性。
2018-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Substrate-induced bandgap in graphene on hexagonal boron nitride
我们使用从头算密度泛函计算确定晶格匹配的六方氮化硼（h-BN）衬底上的石墨烯片的电子结构。最稳定的构型是一个碳原子位于硼原子的顶部，另一个位于BN环的中心。由此产生的两个碳位点的不等价性导致在石墨烯的狄拉克点处打开53 meV的间隙，并导致狄拉克费米子的有限质量。BN衬底上的石墨烯片的替代取向产生类似的带隙和质量。由BN表面诱导的带隙可以极大地改善石墨烯基场效应晶体管的室温夹断特性。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Water induced bandgap engineering in nanoribbons of hexagonal boron nitride
Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统与信息技术研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）；Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海技术物理研究所）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；Kansas State University（堪萨斯州立大学）
本研究通过水吸附显著降低锯齿型六方氮化硼纳米带的带隙，并展示了其在场效应晶体管中的应用及光电响应特性。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Is hexagonal boron nitride always good as a substrate for carbon nanotube-based devices?
特别注意到，面元氮化硼片作为sp2碳基纳米器件的基底具有增强的性能。为了评估这种增强的性能是否会保持在各种现实条件下，我们调查的结构和电子性质的半导体碳纳米管的完美和有缺陷的六方氮化硼片下的外部电场以及与金属杂质，使用密度泛函理论。我们验证，使用一个完美的六方氮化硼片作为衬底确实提高了碳纳米管的器件性能，与使用传统的基板，如二氧化硅相比。我们进一步表明，即使有一些缺陷的六方氮化硼可以作为衬底表现出更好的性能。另一方面，我们的计算也表明，一些有缺陷的氮化硼层的单空位和镍杂质可能会带来不良的设备行为，因为不完善的损害电导率由于残余散射下施加的电场。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall
A new transfer technique for high mobility graphene devices on commercially available hexagonal boron nitride
我们目前的电子输运测量的单层和双层石墨烯的市售六方氮化硼。我们提取的迁移率在室温下高达125 000 cm^2/V/s，在4.2 K下高达275 000 cm^2/V/s。在磁场为5 T、温度为4.2 K时，nu = 1量子霍尔平台的早期发展支持了这种优异的质量。我们还提出了一种新的和准确的转移技术的石墨烯六方氮化硼晶体。该技术简单、快速，并且在氮化硼上产生原子级平坦的石墨烯，其几乎完全没有气泡或褶皱。市售氮化硼的潜力与我们的转移技术相结合，使高迁移率石墨烯器件更容易获得。
2011-10-05 cond-mat.mes-hall
Magnetism of topological boundary states induced by boron substitution in graphene nanoribbons
石墨烯纳米带（GNRs），碳基电子学的低维平台，显示了将自旋极化也纳入其共轭电子系统的有前途的前景。然而，GNRs中的磁性通常与锯齿形边缘周围的局域态相关联，难以制造且具有高反应性。在这里，我们表明，磁性也可以通过在其内部原子精确的工程拓扑缺陷诱导远离物理GNR之字形边缘。一对取代的硼原子插入到碳骨架中，打破了它们的拓扑能带的共轭，并在周围建立了两个自旋极化的边界态。自旋态的电输运测量通过硼取代GNRs之间的尖端和样品的扫描隧道显微镜悬浮检测。第一性原理模拟发现，硼对诱导自旋1，这是通过调整对之间的间距修改。我们的研究结果展示了一条将自旋链嵌入GNRs的路线，使它们成为自旋电子器件的基本元件。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall
Fractional Hofstadter States in Graphene on Hexagonal Boron Nitride
在分数填充的朗道能级中，平移对称破缺的电子晶体态和奇异关联量子流体态之间只有很小的能量差。我们发现，与石墨烯中存在的长周期莫尔条纹图案相关的空间周期性衬底相互作用在几乎对齐的六方氮化硼（hBN）上使这种紧密的竞争倾向于前者，解释了令人惊讶的最近的实验结果。
2016-06-25 cond-mat.mes-hall
