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
Theory of shallow and deep boron defects in 4H-SiC
摘要尽管在提高$p$型4 H-SiC衬底和层的质量方面取得了进展，但我们仍然没有能够解释文献中大量与硼相关的光学、结和顺磁共振实验的模型。一个突出的难题是观察到两个浅的硼缺陷，而不同的轴向取向所发现的电子顺磁共振（EPR）和电子核双共振（ENDOR）数据。在掺杂有其他III族元素的材料中没有观察到该特征。另一个悬而未决的问题涉及相互矛盾的结论，从光致发光和EPR研究更深的硼中心，这已被链接到相当不同的模型，无论是基于替代或空位相关的硼缺陷。我们解开这些和其他问题的第一性原理计算，其中的温度依赖的稳定性，电子活动，和顺磁响应的硼缺陷在4 H-SiC的调查。
2023-01-05 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
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
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
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
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
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
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
Comparative High Pressure Raman Study of Boron Nitride Nanotubes and Hexagonal Boron Nitride
对氮化硼多壁纳米管的高压拉曼实验表明，在~ 12 GPa时，~ 1367 cm-1处的振动模强度消失，并且在减压下不会恢复。相比之下，六方氮化硼的高压拉曼实验显示出在约13 GPa下从六方到纤锌矿的相变的明显特征，这在减压时是可逆的。这些结果与碳纳米管和石墨的压力行为进行了对比。
2006-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Interaction of hydrogen-edged boron nitride flakes with lithium: boron nitride as a protecting layer for a lithium-ion battery and a spin-dependent photon emission device
目前的可再充电电池技术在高压和高温下的性能失败。在这篇文章中，我们带来了使用氮化硼薄片作为锂离子电池器件保护层的理论见解，并将其应用扩展到自旋相关的光子发射器件。因此，通过第一性原理密度泛函理论计算研究了原始和锂掺杂的氢边氮化硼薄片的电子性质。在这项研究中，我们讨论了稳定性，吸附能，键长，电子间隙，前线分子轨道，态密度，电荷分布，和偶极矩的原始和锂氢边缘掺杂氮化硼薄片。
2021-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
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
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
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
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
Molecular Beam Epitaxy Growth of Scandium Nitride on Hexagonal SiC, GaN, and AlN
在GAN（0001）/SiC、AlN（0001）/Al_2 O_3和6 H-SiC（0001）六方衬底上用射频等离子体辅助分子束外延（RF plasma assisted MBE）生长了氮化钪（ScN）薄膜，得到了面心立方（岩盐）晶体结构，其面外取向为（111），而不是六方取向。首次在外延过程中通过原位电子衍射观察到了立方（111）孪晶结构，并通过电子背散射衍射检测到了孪晶畴，并与X射线衍射得到了进一步的证实。在750 ℃的生长温度下，外延的ScN薄膜显示出非常光滑的亚纳米表面粗糙度。随温度变化的霍尔效应测量表明恒定的高n型载流子浓度约为1x 1020/cm 3，电子迁移率约为20 cm 2/Vs。
2019-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Nano selective area growth of GaN by MOVPE on 4H-SiC using epitaxial graphene as a mask: towards integrated III-nitride / graphene / SiC electronics and optoelectronics
我们报告的高品质的三角形GAN纳米台面的生长，30 nm厚，在4 H-SiC的C-面使用纳米选择性区域生长（NSAG）与图案化的外延生长在SiC上的石墨烯作为嵌入式掩模。NSAG解决了氮化物异质外延生长中的缺陷晶体问题，高迁移率石墨烯薄膜可以很容易地在GaN基光电子器件中提供背面低耗散电极。该方法包括首先通过碳化硅的约束控制升华在4 H-SiC的C面上生长5-8个石墨烯层的膜。然后将石墨烯膜图案化，并在石墨烯中蚀刻75纳米宽的开口阵列，露出SiC衬底。随后通过金属有机气相外延生长30纳米厚的GAN。GAN纳米台面在SiC上以完美的选择性外延生长，在通过石墨烯图案化的开口中，在石墨烯上没有成核。在SiC上的台面的向上或向下的取向，它们的三角形刻面，和横截面扫描透射电子显微镜显示，它们是双相的。核心是闪锌矿单晶，周围环绕着单晶六方纤锌矿。GAN晶体纳米台面没有穿线位错，也没有显示任何V-坑。该NSAG工艺潜在地导致高质量III族氮化物在晶片可扩展外延石墨烯/碳化硅平台上的集成。
2015-10-15 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
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
Boron and Barium Incorporation at the 4H-SiC/SiO2 Interface using a Laser Multi-Charged Ion Source
采用激光多电荷离子源对4 H-SiC/ SiO2界面进行B、Ba离子处理。采用调Q Nd：YAG激光器（波长λ = 1064 nm，脉宽τ = 7 ns，注量F = 135 J/cm 2）烧蚀B和Ba靶，产生多电荷离子。这些离子被一个静电场偏转，使它们与中性粒子分离。利用多电荷离子在4 H-SiC中进行纳米层生长和浅离子注入。几个金属氧化物半导体电容器（MOSCAP）与B和Ba的组合在SiC/SiO2界面制作。使用高低C-V测量来表征MOSCAP。B界面层降低了MOSCAP平带电压从4.5到0.04 V，而Ba层的影响可以忽略不计。
2021-01-24 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
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
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
Half-Metallic Ferromagnetism in Transition-Metal Doped Boron Nitride Nanotubes
研究了Ni六方密排纳米线掺杂的锯齿形氮化硼（BN）纳米管。掺杂的BN纳米管是具有实质磁性的铁磁金属。发现Ni纳米线与BN纳米管之间的相互作用产生了一些特殊的磁性，Ni掺杂BN（9，0）纳米管表现出半金属性质，当Ni掺杂量大于1.4e/晶胞时，纳米管可以转变为半金属性质。本征半金属行为可以通过两种不同的方式实现：一种是用较小的BN纳米管包覆Ni纳米线，即，BN（8，0）纳米管，另一种方法是采用静水压均匀压缩Ni掺杂BN（9，0）纳米管。
2004-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Wafer-scale, epitaxial growth of single layer hexagonal boron nitride on Pt(111)
在2英寸Pt（111）/蓝宝石晶片上制备单层六方氮化硼。在1000和1300 K之间的工艺温度下，硼氮烷气相沉积的生长原位光电子产额测量研究。生长动力学在较高温度下较慢，并且遵循更适合于较高温度的双曲正切$^2$定律。用扫描低能电子衍射（x-yLEED）分析了h-BN/Pt（111）的晶体质量。这些数据表明外延对生长温度有很强的依赖性。主要结构是在9个Pt（1 $\times$ 1）晶胞上具有10个h-BN的对准重合晶格，并且遵循毫米尺度的衬底孪生。
2021-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Reversible modifications of linear dispersion - graphene between boron nitride monolayers
采用第一性原理计算和最小紧束缚模型研究了夹在两个六方氮化硼片之间的石墨烯层的电子性质.结果表明，在没有外场的情况下，对于ABC堆叠结构，带在狄拉克点附近是线性的，就像单层石墨烯的情况一样。对于某些原子配置，电场效应允许打开超过230 meV的带隙。我们相信这种能隙调节机制可以显著改善石墨烯基场效应晶体管的特性，并为未来的电子应用铺平道路。
2010-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Boron-doping of cubic SiC for intermediate band solar cells: a scanning transmission electron microscopy study
硼（B）有可能在立方碳化硅（3C-SiC）中产生中间带，将这种材料变成单结太阳能电池的高效吸收体。离域带的形成需要高浓度的杂质元素，但是B在SiC的3C多晶型物中的沉淀行为还不是很清楚。在这里，探针校正的扫描透射电子显微镜和二次离子质谱法被用来研究在B-注入3C-SiC作为温度的函数的沉淀机制。在1273 K退火后检测到点缺陷聚集，而层错，富B沉淀和位错网络的发展在1573 - 1773 K范围内。析出相为菱方B13 C2结构，在1773 K时仍能捕获B。高于此温度，较高的溶解度减少沉淀和游离B扩散出注入层。在1873 K下获得了E19（cm-3）掺杂浓度。
2018-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Exciton spectroscopy of hexagonal boron nitride using non-resonant x-ray Raman scattering
我们报告非共振X射线拉曼散射（XRS）测量从六方氮化硼转移动量从2到9 $\mathrmÅ^{-1}$沿方向和出基面。一个基于量子力学的论证，连同球谐函数基中投影态密度的实空间全多重散射计算，揭示了一个强的前边缘特征是一个占主导地位的$Y_{10}$型Frenkel激子，没有其他\textit{s} -，\textit{p} -，或\textit{d} -组件。这一结论得到了基于Bethe-Salpeter方程的\textbf{q}依赖性XRS截面的第二次独立计算的支持。
2007-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Energy Gaps and Stark Effect in Boron Nitride Nanoribbons
采用第一性原理研究了宽度为10 nm左右的扶手椅型和锯齿型氮化硼纳米带的电子性质。扶手椅BNNRs的带隙表现出家庭依赖的振荡的宽度增加，并为带状宽于3 nm，收敛到一个恒定的值，这是0.02 eV小于批量带隙的氮化硼片由于存在非常弱的边缘状态。锯齿形BNNRs的带隙单调下降，收敛到一个间隙，这是0.7 eV小于散装间隙由于强边缘状态的存在。当外加横向电场时，扶手椅型BNNRs的带隙随电场强度单调减小。然而，对于锯齿形BNNRs，带隙和载流子有效质量根据场的方向和强度而增加或减少。
2008-08-13 cond-mat.mtrl-sci
The Stacking in Bulk and Bilayer Hexagonal Boron Nitride
采用高水平的从头算理论（局域二阶Moller-Plesset微扰理论，LMP 2）研究了层状六方氮化硼块体和双层材料的堆垛层序。结果表明，静电相互作用和伦敦色散相互作用对层间距和堆积顺序都有影响，其中AA'是最稳定的。最小能量滑动路径仅包括AA'的高对称性堆叠，双层的能垒为3.4meV/原子。有和没有伦敦色散校正的最先进的密度泛函不能正确地描述层间能量，除了PBESol与我们的LMP 2结果和实验非常吻合。
2013-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Structure prediction based on ab initio simulated annealing for boron nitride
化合物在低温下可能的结晶变化对应于能源景观的局部极小值。通过模拟退火确定这些最小值是预测晶体结构的一种方法，其中每个晶胞的原子数是唯一使用的信息。它表明，这种方法可以应用到共价体系，在氮化硼的例子中，使用从头算能量在所有阶段的优化，即在全局搜索和随后的局部优化。提出了10个低洼结构候选者，包括层状结构和三维网络结构，如纤锌矿和锌尖晶石型，以及对应于β-BeO型的结构。
2008-10-30 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
