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
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
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
One-dimensional magnetic conduction channels across zigzag graphene nanoribbon/hexagonal boron nitride heterojunctions
本研究利用第一性原理和平均场Hubbard模型，揭示了之字形石墨烯纳米带/六方氮化硼异质结中由电荷转移引起的一维磁传导通道，并证明其自旋劈裂可受外场调控，为原子级薄自旋电子器件提供了平台。
2024-05-31 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
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
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
Molecular dynamics of halogenated graphene - hexagonal boron nitride nanoribbons
石墨烯-六方氮化硼（G-hBN）杂化体系为纳米级电子器件的设计提供了新的途径。利用{ \it ab initio}密度泛函理论计算，我们研究了几个原子间距离宽的锯齿形纳米带的动力学。分析了几种结构，即原始石墨烯、hBN和G-hBN系统。通过用氢和不同的卤素原子钝化纳米晶体边缘，可以调节电子和机械性质，如带隙能量和振动的固有频率。
2016-06-02 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
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
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
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
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
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
Boron Nitride Substrates for High Mobility Chemical Vapor Deposited Graphene
化学气相沉积（CVD）石墨烯通常作为石墨烯器件制造的可扩展解决方案呈现，但迄今为止，这种石墨烯表现出比通过剥离产生的石墨烯更低的迁移率。使用氮化硼底层，我们实现了高达37，000 cm^2/Vs的迁移率，比通常报道的CVD石墨烯高一个数量级，并且优于大多数剥离的石墨烯。该结果表明，可扩展的高迁移率CVD石墨烯的障碍不是生长技术，而是选择使载流子散射最小化的衬底。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of an intrinsic bandgap and Landau level renormalization in graphene/boron-nitride heterostructures
通过将不同的二维原子晶体组装成堆叠体而形成的范德华异质结构可以导致许多新的现象和器件功能。特别地，石墨烯/氮化硼异质结构已经成为用于石墨烯的能带工程的非常有前途的系统。然而，这种异质结构中带隙的内在价值和起源仍然没有得到解决。在这里，我们报告了在具有零晶体排列角的外延石墨烯/氮化硼异质结构中观察到的本征带隙。磁光光谱提供了一个直接探测的朗道能级跃迁在这个系统中，并揭示了一个带隙的~ 38 meV（440 K）。此外，朗道能级跃迁的特征在于有效费米速度与特定的跃迁和磁场的关键依赖。这些发现突出了许多主体相互作用在确定石墨烯异质结构的基本性质方面的重要作用。
2014-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-terminal electronic transport in boron nitride encapsulated TiS$_3$ nanosheets
我们研究了由六方氮化硼（h-BN）包覆的三硫化钛（TiS $_3$）片组成的多终端器件中的电输运随载流子密度、温度和偏压的变化。通过用h-BN封装，我们观察到金属行为和高电子迁移率。低于$\sim$ 60 K时，电阻增加，微分电阻中存在具有平台状特征的非线性输运，与预期的电荷密度波（CDW）形成一致。重要的是，通过背栅可以控制CDW相的临界温度和阈值场。
2020-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal adatoms on graphene and hexagonal boron nitride: Towards the rational design of self-assembly templates
金属衬底上周期性波纹状外延石墨烯和六方氮化硼（h-BN）被认为是纳米颗粒阵列自组装的前景模板。通过第一性原理计算，我们确定了金属原子在石墨烯和六方氮化硼表面的结合能和扩散激活势垒。所观察到的化学趋势可以理解的电荷转移和共价键之间的相互作用，涉及吸附原子d电子。我们进一步研究了金属基底的电子效应，发现基于石墨烯的周期性波纹模板与金属/石墨烯界面处的强相互作用相结合最适合于高度规则的纳米颗粒阵列的自组装。
2010-07-10 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
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
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
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
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
Moire superlattice effects in graphene/boron-nitride van der Waals heterostructures
石墨烯和六方氮化硼的范德华异质结构的特征在于石墨烯的狄拉克电子的莫尔超晶格。在这里，我们回顾了这种超晶格所产生的影响，包括一个特定的迷你带结构，具有间隙和二级狄拉克点，和分形谱的磁迷你带被称为霍夫施塔特的蝴蝶。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall
Stacking in incommensurate graphene/hexagonal-boron-nitride heterostructures based on ab initio study of interlayer interaction
用密度泛函理论计算了石墨烯/氮化硼异质结构中的层间相互作用，并对范德华相互作用进行了修正.它表明，使用的实验层间距离允许描述的势能面的水平更准确，但昂贵的计算方法。另一方面，它也表明，层间相互作用能的依赖关系的层的相对面内位置可以拟合与高精度由系统对称性确定的一个简单的表达式。在这种近似中仅使用两个独立的参数表明，平坦石墨烯/氮化硼系统的各种物理性质是相互关联的，并且可以通过这两个参数来表示。在这里，我们估计了一些可以通过实验获得的相应的物理性质，包括对来自层间相互作用的石墨烯/氮化硼双层的高度无公度基态的莫尔超结构的周期的校正，在拉伸石墨烯上的氮化硼的轻微无公度系统中的堆叠位错的宽度以及公度石墨烯/氮化硼系统的剪切模式频率，例如层上的薄片。我们建议，可以观察到在氮化硼拉伸石墨烯和相应的临界应变的实验测量的无公度相变，也可以用来深入了解石墨烯/氮化硼的相互作用。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
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
Electron density distribution of bilayer nanographene and band structures of boron-carbon-nitride systems
采用紧束缚模型研究了锯齿形边缘的双层石墨烯纳米结构。两个堆叠结构，α和β，被认为是。在α结构中看到带分裂，而在β结构中发现波数方向上的分裂。β结构中的局部态密度倾向于避免存在层间跳跃相互作用的位置。将计算结果推广到硼-碳-氮化物体系。当锯齿形边缘原子被硼和氮取代时，定性性质仍然存在。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Coulomb drag in graphene - boron nitride heterostructures: the effect of virtual phonon exchange
对于两个空间分离的单原子石墨烯层封装在六方氮化硼中的系统，我们考虑了费米液体区域中载流子之间的拖曳效应。通常，这种现象被描述为层间库仑相互作用。我们表明，如果一个额外的电子-电子相互作用，通过交换虚拟衬底声子包括在模型中，预测的拖曳电阻率在150 K以上的温度有很大的修改。氮化硼的各向异性晶体结构，具有较强的层内和相对较弱的层间键，被发现在这种效果中起着重要的作用。
2012-09-28 cond-mat.mes-hall
Single Photon Emitters in Boron Nitride: More Than a Supplementary Material
我们提出了全面的光学研究，最近发现的单光子源氮化硼，出现在窄线发射中心的形式。在这里，我们的目标是compounds的基本光学特性，包括几个新的发现的演示，以激发讨论他们的起源和效用。初步检查揭示了在Si/SiO2衬底上沉积的六方氮化硼粉末和剥落薄片中存在窄发射线。氮化硼发射体通常相当稳定，构成良好质量的可见光源。然而，正如简要讨论的那样，某些样本揭示了一种特殊类型的闪烁效应，这可能与亚稳态电子态的存在有关。代表性的稳定发射中心的更先进的表征揭示了强烈的依赖性的能量和偏振激发的发射强度。在此基础上，我们推测，相当严格的激发选择性是一个重要的因素，决定了发射光谱的字符，这使得观察到的单一和孤立的发射体。最后，我们调查的性质的发射中心在不同的外部条件。非常令人惊讶地，发现施加磁场不会引起氮化硼发射体的发射光谱的变化。进一步分析温度对发射光谱的影响和在二阶关联函数中看到的特征，用于评估氮化硼发射体作为能够在室温下操作的单光子源的潜在功能。
2017-08-11 cond-mat.mes-hall
Sub-diffractional, volume-confined polaritons in a natural hyperbolic material: hexagonal boron nitride
强各向异性介质中的介电张量的主分量具有相反的符号被称为双曲。这种材料长度表现出独特的纳米光子特性，这是由位于深亚衍射尺度的慢光模式的高度定向传播实现的。虽然人造双曲超材料已经被证明，但它们遭受高等离子体激元损耗，并且需要复杂的纳米纤维，这反过来又引起了对光学限制的尺寸依赖性限制。低损耗、中红外、天然双曲线材料六方氮化硼是一种有吸引力的替代品。我们观察到四个系列的多个（多达七个）的“双曲极化激元”模式在氮化硼纳米锥在两个光谱带。共振模式服从预测的纵横比的依赖性，并表现出创纪录的高品质因数（Q高达283）在强约束制度（λ/86在最小的结构）。这些观察断言六方氮化硼作为一个有前途的平台，用于研究新的制度，轻物质相互作用和纳米光子器件工程。
2014-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ab initio investigation of optical properties in triangular graphene - boron nitride core-shell nanostructures
采用密度泛函理论计算了具有三角形截面的原子级核壳结构石墨烯-氮化硼纳米片的光学性质。光学性质可以通过使用不同尺寸和比例的核-壳材料来调节。指出了非偏振光在不同光矢方向上的吸收所表现出的各向异性效应。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall
Graphene field-effect transistors based on boron nitride gate dielectrics
石墨烯场效应晶体管利用单晶六方氮化硼（h-BN）（石墨烯的绝缘同晶物）作为栅极电介质来制造。该器件表现出超过10,000平方厘米/V-秒的迁移率值和电流饱和下降到500 nm的沟道长度与固有的介电常数值超过400 mS/mm。这项工作表明，使用h-BN作为石墨烯FET的栅极电介质的有利性能。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall
Phase Slips and Metastability in Granular Boron-doped Nanocrystalline Diamond Microbridges
相位滑移是超导体相干性中的局部扰动，允许突然的2 $π$相移。相位滑移是一维超导体普遍存在的特征，在二维超导体中也有类似的现象。在这里，我们提出了电输运测量硼掺杂纳米晶金刚石（BNCD）微桥，尽管他们的三维宏观几何形状，我们发现明确的证据，在电阻-温度和电压-电流特性的相位滑移。我们将这种行为归因于BNCD不寻常的微观结构。我们认为，BNCD的柱状晶体结构形成了一个内在的约瑟夫森结阵列，支持跨微桥的相位滑移线。这些桥中的电压状态是亚稳态的，我们证明了通过施加电磁噪声脉冲在不同超导状态之间确定性切换的能力。这种亚稳定性与在$δ$ -MoN纳米线中观察到的亚稳定性非常相似，但是具有大得多的响应电压。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tunneling Spectroscopy of Graphene-Boron Nitride Heterostructures
我们报告的石墨烯隧道结的制造和测量使用六方氮化硼作为石墨烯和金属栅极之间的隧道势垒。与声子的相互作用和无序的存在改变了进入石墨烯的隧穿行为。我们提取了石墨烯的性质，并观察到多个声子增强的隧穿阈值。最后，在两个设备的测量性能的差异是用来阐明相互对比的先前结果的扫描隧道显微镜在石墨烯。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall
Room-temperature optically detected magnetic resonance of single defects in hexagonal boron nitride
材料中的光学可寻址自旋是量子技术的重要平台，如中继器和传感器。在二维（2D）分层材料中识别这样的系统提供了优于它们的大块对应物的优势，因为它们的降维使得能够更可行地在芯片上集成到设备中。在这里，我们报告光学检测磁共振（ODMR）从以前确定的碳相关的缺陷在二维六方氮化硼（hBN）。我们发现，单缺陷ODMR对比度可以高达6%，并显示磁场依赖性与每个缺陷的正负号。这种双极性可以揭示到低对比度最近报道的系综ODMR测量这些缺陷。此外，ODMR线形包括一个双重共振，表明低零场分裂或超精细耦合。我们的研究结果提供了一个有前途的路线实现室温自旋光子量子界面在六方氮化硼。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
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
Quasi free-standing silicene in a superlattice with hexagonal boron nitride
我们用第一性原理计算研究了硅烯和六方氮化硼的超晶格，证明了超晶格层间的相互作用很小。因此，在这种超晶格中实现了准独立的硅烯。特别是，硅烯的狄拉克锥被保存下来，这在迄今为止的任何其他系统中都是不可能的。由于六方氮化硼的宽带隙，超晶格实现了自支撑硅烯的特征物理现象。特别是，我们解决的模型计算的内在的自旋轨道耦合和外部电场的组合效应，诱导从金属到拓扑绝缘体，并进一步带绝缘体的过渡。
2013-10-29 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotube quantum dots on hexagonal boron nitride
我们报道了在六方氮化硼（hBN）薄片上制备第一个碳纳米管（CNT）量子点的细节和低温特性。我们表明，碳纳米管可以生长在hBN通过标准的化学气相沉积和标准的扫描电子显微镜成像和光刻可以采用优化的参数时，制造纳米电子结构。这种概念验证为hBN上更复杂的器件铺平了道路，具有更可预测和可再现的特性和电子稳定性。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall
Electrical spin injection into graphene through monolayer hexagonal boron nitride
我们证明了从铁磁体到双层石墨烯（BLG）的电自旋注入通过单层（ML）的单晶六方氮化硼（h-BN）。采用微机械解理和干转移技术制备了Ni_（81）Fe_（19）/ML h-BN/BLG/h-BN结构。穿过ML h-BN层的输运性质表现出隧道势垒特性。通过非局域磁电阻测量发现了BLG的自旋注入。
2013-05-30 cond-mat.mes-hall
Robustness of topologically protected transport in graphene-boron nitride lateral heterostructures
以前，石墨烯纳米带设置在横向异质结构与六方氮化硼被预测支持拓扑保护状态在低能量。我们调查如何强大的这些国家的输运性质对晶格无序。我们发现，不耦合锯齿形石墨烯纳米管的两个谷的无序形式不影响在低偏压下的输运性质，这表明这些横向异质结构是非常有前途的候选芯片级导电互连。确实耦合两个谷的无序形式，例如石墨烯带中的空位，或石墨烯-六方氮化硼界面处扶手椅边缘的大量夹杂物，将对传输产生负面影响。然而，这些形式的紊乱在目前的实验中并不常见。
2016-09-06 cond-mat.mes-hall
Phonon sidebands of color centers in hexagonal boron nitride
分析了六方氮化硼中色心的低温光致发光谱。声学声子边带可以通过与应变成比例的变形耦合到有效地二维的声子浴来描述。光学声子带由与LO分支的Frohlich耦合和与TO分支的晶格位移成比例的形变耦合来描述。在光学频带中表示的共振从缺陷到缺陷变化，在一些发射器中，耦合到面外偏振声子的报道。
2019-03-05 cond-mat.mes-hall
