Effect of Tube Radius on the Adsorption of Chlorothalonil on Single-Walled Carbon and Boron Nitride Nanotube Surfaces: A Theoretical Study for Environmental Remediation
本研究利用DFT与分子动力学模拟考察CLT在不同管径CNTs和BNNTs上的吸附，发现管径增大通过增强π-π堆积提升吸附，且BNNTs更适用于污染环境中CLT的检测与去除。
2025-09-29 cond-mat.mtrl-sci
On the charge transfer between single-walled carbon nanotubes and graphene
了解单壁碳纳米管（SWNTs）和石墨烯之间的电子相互作用，以便在多功能混合器件中有效地使用它们是很重要的。在这里，我们沉积单壁碳纳米管束石墨烯覆盖的铜和SiO2基板通过化学气相沉积和研究它们之间的电荷转移拉曼光谱。我们的研究结果表明，在铜和SiO2衬底上，石墨烯给单壁碳纳米管的电子，导致p型掺杂的石墨烯和n型掺杂的单壁碳纳米管。
2014-08-04 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
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
Resistive switching in nanogap systems on SiO2 substrates
电压控制的电阻开关在SiO2衬底上的各种间隙系统中进行了演示。纳米尺寸的间隙是通过不同的方法使用不同的材料，包括金属，半导体和金属非金属。通过使用多壁碳纳米管和单壁碳纳米管，开关位点进一步减少。所有间隙系统中的开关具有相同的特征。这种独立的开关上的材料组成的电极，伴随着可观察到的损坏的SiO2基板在间隙区域，bespeaks从击穿后SiO2的本征开关。它呼吁谨慎研究氧化物衬底上的纳米系统中的电阻开关，因为氧化物击穿外在的纳米系统可以模仿电阻开关。同时，高的开/关比（10 E5），快速的开关时间（2 μ s，测试极限），持久的循环显示出有前途的记忆性能。观察到的中间态揭示了导电的本质。
2009-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elasticity and piezoelectricity of zinc oxide crystals, single layers, and possible single-walled nanotubes
用第一性原理计算研究了氧化锌（ZnO）晶体和单层薄膜的弹性和压电性。结果表明，当ZnO薄膜层数少于3层时，ZnO薄膜更倾向于类石墨结构，而不是纤锌矿结构。ZnO单层的弹性比石墨单层的柔性大得多，压电性比氮化硼单层的强。单壁ZnO纳米管（SWZONTs）原则上可以存在，因为它们的负结合能。SWZONT的压电性取决于它们的手性。对于大多数氧化锌纳米管，除了锯齿型，扭曲周围的管轴将诱导轴向极化。提出了一种以碳纳米管为模板，通过固-气相法制备单壁碳纳米管的可能方案。
2006-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal Boron Nitride-Graphene Heterostructures with Enhanced Interfacial Thermal Conductance for Thermal Management Applications
原子级薄的石墨烯单层显示出优异的电子特性，这导致了对其在纳米器件中的应用的大量研究。然而，这种纳米器件的热管理是必不可少的，以提高其性能。据报道，与广泛使用的SiO2/Si支撑的石墨烯相比，支撑在六方氮化硼（h-BN）衬底上的石墨烯显示出增强的（光）电子和热性质。受此启发，我们对四种不同类型的（异质）结构进行了温度和功率相关的拉曼光谱测量：（a）h-BN（BN），（b）石墨烯（Gr），（c）石墨烯上的h-BN（BG），以及（d）由h-BN层从顶部和底部（BGB）封装的石墨烯，所有这些都支撑在SiO2/Si衬底上。我们已经估计了这四种（异质）结构的热导率（\k{appa}）和每单位面积的界面热导率（g）的值，以证明结构-活性（热）关系。本文报道了SiO_2/Si负载的h-BN的\k{appa}和g值分别为280.0 ± 58.0 Wm ~（-1）K ~（-1）和25.6 ± 0.4 MWm ~（-2）K ~（-1）。更重要的是，我们已经观察到异质结构中的单位面积的热导率和界面热导率的改善，这确保了器件中更好的散热。观察到SiO2/Si（BGB）样品上的h-BN包封的石墨烯的\k{appa}和g分别为850.0 ± 81.0 Wm-1 K-1和105 ± 1 MWm-2K-1，而SiO2/Si基底上的石墨烯分别为600.0 ± 93.0 Wm-1 K-1和1.15 ± 0.40 MWm…
2021-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Determination of Carrier Polarity in Fowler-Nordheim Tunneling and Evidence of Fermi Level Pinning at the Hexagonal Boron Nitride / Metal Interface
六方氮化硼（h-BN）是二维异质结构器件的重要绝缘衬底，具有与SiO2相当的高介电强度。在这里，我们报告了它们的物理性质的两个明显差异。第一个是费米能级钉扎发生在金属/h-BN界面，不同于在金属/SiO2界面。第二个是Fowler-Nordheim（F-N）隧穿h-BN的载流子是空穴，这与SiO2的情况下的电子相反。这些独特的特性通过在石墨烯/h-BN/金属异质结构器件中的I-V测量借助于数值模拟来验证，其中石墨烯的势垒高度可以由背栅电压调制，这是由于其低的态密度。此外，从使用各种金属的系统研究中，证实了空穴F-N隧穿电流是一般特性，因为金属的费米能级被钉扎在距离h-BN的导带顶部约3.5 eV的小能量范围内，钉扎因子为0.30。在h-BN/金属界面处的准确能带对准为2D异质结构器件提供了实用知识。
2018-07-18 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
Shaping single walled nanotubes
我们表明，在一个专用的扫描透射显微镜中的电子辐照可以用作纳米电子光刻技术，允许控制重塑单壁碳和氮化硼纳米管。所需的照射条件已被优化的基础上的总撞击截面内计算的密度泛函为基础的方法。然后，通过以纳米空间分辨率去除几十个原子，可以诱导形态学修改，例如管手性的改变。这些辐射技术可以为纳米工程的各种纳米结构材料开辟新的机会。
2007-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
A Convenient Sealing Method Using Boron Nitride Capping for Reactive Reactions
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所、凝聚态物理北京国家实验室）
针对石英管密封在含碱金属、碱土金属和稀土金属等活性元素反应中的局限性，提出一种廉价且易操作的氮化硼（BN）盖帽密封技术，通过生长KFe2As2和CsCr6Sb6单晶验证其有效性，前者残余电阻比（RRR）超过2500，后者晶体尺寸显著增大。
2026-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Quantum Transport Properties of Substitutionally Doped Double-Walled Carbon Nanotubes
采用第一性原理研究了氮、硼掺杂双壁碳纳米管的电子输运和量子输运性质。发现由典型的石墨范德华键距分离的同心纳米管侧壁在六方网络中掺入掺杂原子后强烈相互作用。由掺杂原子引起的局部扰动扩展到两个壳层，由于它们的电子状态的杂交，与两个独立的单壁纳米管相比，产生的背散射效率降低。微米长的双壁碳纳米管的输运性质的研究的多尺度方法允许证明，从弹道的本地化制度的过渡可以发生依赖于掺杂的类型和载流子的能量。这些结果揭示了量子机制，其中B和N掺杂是一种有效的方法来创建金属同心碳纳米管的迁移率间隙。
2016-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Selective adsorption of first-row atoms on boron nitride nanotubes: the effect of localized states
第一性原理计算揭示了具有不同电负性的第一行原子如锂（Li）、碳（C）和氟（F）在锯齿形单壁氮化硼纳米管（BNNT）上的吸附表现出令人惊讶的选择性。吸附能和吸附位置取决于被吸附物相对于宿主管中的B和N原子的化学活性。详细地说，F原子倾向于吸附在B原子的顶部，C原子在能量上有利于留在垂直于管轴的桥位上，而Li原子几乎不粘附到管上（吸热反应）。根据前线分子轨道理论，阐明了这三类元素在BNNTs上的吸附行为。此外，还探讨了吸附改性BNNTs电子结构的机理，并提出了一种可行的方法来定制BNNTs的电子性质。
2005-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Direct Patterning of Boron-doped Amorphous Carbon Using Focused Ion Beam-assisted Chemical Vapor Deposition
采用聚焦离子束辅助化学气相沉积方法，以三苯基硼烷（C18 H15 B）和硼酸三苯酯（C18 H15 BO3）为原料，在SiO2衬底上制备了掺硼非晶碳薄膜。通过芯能级X射线光电子能谱学分析证实了在前体温度为90 °C的情况下由三苯基硼烷沉积的膜中硼的存在。该膜表现出半导体的行为与285 meV的带隙。虽然带隙降低到197毫电子伏后，退火过程中，薄膜仍然是半导体。此外，从使用金刚石对顶砧单元的原位电输运测量观察到通过施加压力在沉积膜上的电阻的急剧减小。
2019-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Impact ionization and transport properties of hexagonal boron nitride in constant-voltage measurement
尽管六方氮化硼（h-BN）作为二维范德华异质结构器件的衬底很重要，但其结晶度的电学评价仍然局限于介电击穿强度的测量。在这项研究中，退化和失败的剥离单晶h-BN薄膜的物理现象进行了研究，使用恒压应力测试。在低电场下，电流随时间逐渐减小并饱和，而在高于~8 MV/cm的电场下，电流增加并最终导致灾难性的介质击穿。这些瞬态行为可能是由于载流子捕获到h-BN中的缺陷位置，因为捕获的载流子根据其极性降低或增强h-BN中的电场。关键的发现是在高电场下电流随时间的增强，这表明碰撞电离过程产生的电子的积累。因此，建立了一个包含碰撞电离过程中电子产生速率的理论模型。实验数据支持预期的h-BN降解机理。此外，成功地提取的碰撞电离系数，这是可比的SiO2，即使为h-BN的基本带隙小于SiO2。因此，在h-BN中占主导地位的碰撞电离可能是带对带激发，而不是缺陷辅助的碰撞电离。
2018-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Thermal Annealing on Boron Diffusion, Micro-structural, Electrical and Magnetic properties of Laser Ablated CoFeB Thin Films
本文报道了用脉冲激光沉积法在SiO $_2$ /Si（001）衬底上制备的CoPDMATHABMM Fe $_{40}$ B $_{20}$（CoFeB）薄膜的硼扩散和晶化过程。二次离子质谱显示硼扩散在非晶和结晶相的CoFeB的界面处。高分辨率透射电子显微镜揭示了一小部分的纳米微晶嵌入在非晶基体的CoFeB。而在400 $^\circ$ C退火时，CoFe晶化为（110）取向的\textit{bcc}结构.所沉积的膜本质上是非金属的，具有5 Oe的矫顽力（H $_c$），而在400 $^\circ$ C下退火的膜是金属的，具有135 Oe的H $_c$。
2013-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Gate dependent Raman spectroscopy of graphene on hexagonal boron nitride
拉曼光谱是一种快速且非破坏性的成像方法，可用于监测石墨烯器件中的掺杂水平。我们在原子级平坦的六方氮化硼（hBN）薄片和SiO $_2$衬底上制备了化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯。我们比较了它们的拉曼响应作为载流子密度的函数，使用离子凝胶作为顶栅。G峰位置、2D峰位置、2D峰宽度和2D峰面积与G峰面积的比率显示出与SiO $_2$相比hBN不同的对载流子密度的依赖性。使用二维映射的直方图来比较两个衬底之间的拉曼峰特性的波动。已发现hBN衬底由于其原子级平坦表面和减少的带电杂质而在相同电荷密度下产生较少波动。
2013-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stability of and conduction in single-walled Si$_2$BN nanotubes
我们探讨的可能性和潜在的好处轧制成单壁纳米管（NT）的Si 2BN片。使用密度泛函理论（DFT），我们考虑了结构稳定性和对化学键和导电性质的影响。该结构类似于碳纳米管和六方氮化硼（hBN）纳米管，我们认为扶手椅和锯齿形Si 2BN配置具有不同的直径。这些Si $_2$ BN NTs的稳定性是通过第一性原理分子动力学计算，由excursion形成，声子谱中的虚模的情况下确认。此外，我们发现不同的半导体，从半金属到金属的性质的传导，反映在扶手椅/扶手椅型结构，曲率效应和量子限制的效果的差异。我们提出了详细的表征如何这些属性导致的差异，在这两个成键性质和电子结构
2022-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inter-layer Potential for Hexagonal Boron Nitride
提出了一种新的层状六方氮化硼（h-BN）结构的层间力场。力场包含三个术语，代表层间吸引力，由于分散的相互作用，排斥，由于各向异性重叠的电子云，和单极静电相互作用。通过适当的参数化，该势能够同时很好地捕获平面h-BN基二聚体系统的结合能和侧向滑动能以及不同晶体取向的双壁氮化硼纳米管的层间伸缩和旋转。因此，新的潜力使大规模h-BN基层状结构的准确和有效的建模和模拟成为可能。
2013-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Suppression of 1/f Noise in Near-Ballistic h-BN-Graphene-h-BN Heterostructure Field-Effect Transistors
我们研究了Si/SiO_2衬底上的氮化硼-石墨烯-氮化硼异质结场效应晶体管的低频1/f噪声（f为频率）。该器件沟道是用包裹在两层六方氮化硼之间的单层石墨烯实现的。该晶体管在室温下的载流子迁移率在30000至36000 cm 2/Vs的范围内。已经确定，在这种器件中，归一化到沟道面积的噪声谱密度可以被抑制到5 x 10^-9 μm2 Hz^-1，这比Si/SiO2上的非封装石墨烯器件低x5 - x10倍。噪声抑制的物理机制归因于沟道中的载流子与SiO2栅介质中的陷阱和表面缺陷的屏蔽。所得结果对石墨烯的电子和光电应用具有重要意义。
2015-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous optical response of graphene on hexagonal boron nitride substrates
石墨烯/hBN异质结构可以被认为是下一代光电子学的基本构建块之一，主要是由于创纪录的高电子迁移率。然而，目前，尽管石墨烯/hBN异质结构的兴趣越来越大，但石墨烯的固有光学性质的研究仅限于标准衬底（SiO2/Si，玻璃，石英）。这可以归因于一个具有挑战性的任务，确定hBN的强各向异性介电张量的总光学响应。在这项研究中，我们克服了这个问题，通过成像光谱椭圆偏振利用同时分析hBN的光学响应与石墨烯单层。我们的技术使我们能够从石墨烯/hBN异质结构中检索石墨烯在250-950 nm的宽光谱范围内的光学常数。我们的结果表明，石墨烯在hBN上的吸收可能超过石墨烯在SiO2/Si上的吸收约60%。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prospects of Direct Growth Boron Nitride Films as Substrates for Graphene Electronics
我们提出了一种通过聚硼氮烯到h-BN转化过程直接生长氮化硼的途径。当与在Al 2 O3（0001）和Si（111）衬底上的高温生长相比时，这种两步生长过程最终导致h-BN膜的RMS表面粗糙度降低> 25倍。此外，化学计量被证明是高度依赖于初始聚硼氮烯沉积温度。重要的是，在400°C下转移到Al 2 O3上的直接生长的氮化硼膜的CVD石墨烯与分别转移到Al 2 O3和SiO2衬底的CVD石墨烯相比，导致迁移率提高> 1.5倍和> 2.5倍，这归因于远程带电杂质散射和表面粗糙度散射的组合减少。迁移率与载流子浓度的模拟证实了限制在h-BN膜中引入带电杂质的重要性，并突出了这些结果在生产用于高性能石墨烯和TMD器件的优化h-BN衬底中的重要性。
2013-10-07 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
Imaging microscopic electronic contrasts at the interface of single-layer WS$_2$ with oxide and boron nitride substrates
基于二维材料的器件的电子性质受到与衬底和电极材料的相互作用的显著影响。在这里，我们使用光电子发射电子显微镜调查的实和动量空间电子结构的电接触单层WS $_2$堆叠在hBN，SiO $_2$和TiO $_2$基板。使用功函数和X射线吸收成像，我们挑选出清洁的微观区域的每种界面类型和收集的价带色散。我们推断的电子带隙和电子亲和势的对齐从测量的价带偏移WS $_2$和三个基板材料使用一个简单的电子亲和规则和讨论的影响垂直能带结构工程使用混合的三维和二维材料。
2019-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Multi-Walled Carbon Nanotube TiO2 Electrode Material for Next Generation Energy Storage Devices
目前的超级电容器存在严重抑制能量存储装置的效率、功率和电容的若干明显限制。超级电容器呈现出令人兴奋的前景，在可再生能源存储和现代电子设备中有无数的应用。近年来，碳纳米管（CNTs）的发展令人振奋，在电极开发中显示了优势。然而，CNT对于其增加的电极表面积是有益的，但是在导电性和电极密度方面具有严重的限制。从过渡金属氧化物和碳纳米管阵列中创造出纳米复合材料混合物将有助于现代超级电容器的当前限制。选择TiO 2是因为它在日常材料中常见，并且具有良好的电容水平。通过CCVD在SiO2前驱体上生长了多壁碳纳米管阵列。然后通过RF溅射方法将过渡金属氧化物沉积到MWCNT阵列上。使用扫描电容显微镜（SCM）进行充电测试和表征。虽然这些测试是初步的，但这种新型混合电极代表了电化学能量存储效率未来的令人兴奋的前景，以及向全球提供廉价能量存储解决方案的未来的进步。
2016-05-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
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
Improvement of Morphology and Electrical Properties of Boron-doped Diamond Films via Seeding with HPHT Nanodiamonds Synthesized from 9-Borabicyclononane
本研究通过对比三种氢化纳米金刚石籽晶层，发现硼掺杂纳米金刚石（H-BND）能生长出晶体最大、电阻最低的高质量硼掺杂金刚石薄膜，适用于电子和电化学应用。
2025-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-Layer Dielectric Breakdown of Hexagonal Boron Nitride
六方氮化硼（BN）被广泛用作二维（2D）电子器件的衬底和栅极绝缘体。然而，BN本身的绝缘性能和电可靠性的研究相当有限。在这里，我们报告了一个系统的调查BN的介电击穿特性，使用导电原子力显微镜。发现电场强度为~12 MV/cm，由于BN的共价键合性质，其与常规SiO2氧化物的电场强度相当。硬介质击穿后，BN像花一样断裂成等边三角形碎片。然而，当所施加的电压精确地在介电击穿的中间终止时，清楚地观察到没有穿透到底部金属电极的孔的形成。随后的孔的I-V测量表明，保留在孔中的BN层仍然是电惰性的。基于这些观察结果，证实了BN在物理断裂和电击穿方面的逐层击穿。此外，使用威布尔图的击穿电压的统计分析表明各向异性形成的缺陷。这些结果对于层状材料是独特的，并且不同于常规3D非晶氧化物所观察到的行为。
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci
High-velocity impact of hybrid CBN nanotube
极端条件下的纳米材料可以以完全不同的方式表现。例如，高速冲击可以通过碳或氮化硼纳米管的解链产生纳米带，而不需要任何化学方法。虽然混合纳米结构已被用于创建更强的结构，在极端条件下对这些材料的研究很少。在这项工作中，我们研究了实验合成的混合双壁CBN纳米管（氮化硼和碳纳米管同心组装）在高速冲击下。我们的研究结果表明，弹性和脆性材料的组合可以产生不同的结构，如纳米带和氮化硼原子链。这些结果可能对新纳米结构的生产产生重大影响。
2020-05-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
The role of flexural coupling in heat dissipation from a two-dimensional layered material to its hexagonal boron nitride substrate
了解声子热耗散从二维层状材料（2DLM）到其六方氮化硼（h-BN）衬底的限制以及它如何随2DLM的结构而变化，对于h-BN支撑的纳米电子器件的设计和热管理非常重要。我们制定了一个基于弹性的理论来模拟声子介导的热耗散之间的2DLM和它的h-BN基板。通过将h-BN衬底视为谐波耦合薄板的半无限堆叠，我们获得了热边界电导（TBC）和界面声子透射谱的半解析表达式。我们评估了在不同的$N$值下，在不同的普通衬底（h-BN对a-SiO $_{2}$）上的$N$层2DLM（石墨烯或MoS $_{2}$）的温度依赖性TBC。结果表明，h-BN对于从MoS $_{2}$散热比a-SiO $_{2}$有效得多，特别是在大的$N$下。为了理解我们的堆栈模型的局限性，我们还比较了它的预测在$N=\infty$限制那些更精确的原子格林函数模型的石墨-BN和硼氢化钠-BN界面。我们的堆叠模型提供了清晰的洞察力弯曲模式在TBC中的关键作用，以及h-BN的各向异性弹性特性如何影响散热。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of boron nitride defects and charge inhomogeneity on 1/f noise in encapsulated graphene
研究了双栅结构六方氮化硼（hBN）衬底封装石墨烯的低频1/f噪声。与Si/SiO2衬底上的石墨烯相比，整体噪声幅度较小。在空穴掺杂区的噪声幅度是独立的载流子密度，而在电子掺杂区，观察到一个明显的峰值，在费米能量，EF ~ 90 meV。电子掺杂区的反常噪声峰的物理机制是由于碳原子取代了hBN晶体中的氮位而产生的杂质态。此外，狄拉克点附近的噪声研究显示出特征的“M形”，这被发现与狄拉克点附近的电荷不均匀区域强烈相关。
2021-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of Physisorption of Nucleobases on
Boron Nitride Nanotubes: A New Class of Hybrid Nano-Bio Materials
采用第一性原理密度泛函理论研究了核酸碱基腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）在高曲率半导体单壁氮化硼纳米管（BNNT）外壁上的吸附.计算的结合能显示顺序：G>A \approxC \approxT \approxU，这意味着（高曲率）BNNT与核碱基的相互作用强度几乎相同，G是一个例外。一个较高的结合能的G-BNNT共轭物似乎导致从一个较强的杂交的G和BNNT的分子轨道，因为在物理吸附过程中所涉及的电荷转移是微不足道的。预测的G-BNNT缀合物相对于原始BNNT的能隙更小的能隙可用于将这类生物功能材料应用于下一代传感器件的设计。
2010-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph physics.ins-det
GaN Nucleation Landscape on Patterned Sapphire Shaped by the Growth Temperature of Directly Grown Boron-Compound Masks
Kyung Hee University（庆熙大学）；Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）
研究直接生长的硼化合物掩模生长温度如何通过调控蓝宝石表面局部可及性，改变GaN在圆形SiO2开口内的成核位置分布，并利用动力学蒙特卡洛模拟解释实验趋势。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanotubes with atomic impurities on boron nitride sheets under applied electric fields
采用第一性原理计算研究了在外加电场作用下，金属掺杂的（10，0）碳纳米管在六方氮化硼（hBN）片上的结构和电子性质.我们考虑K，Cl和Ni原子作为掺杂剂来研究CNT的电子性质对掺杂极性和浓度的依赖性。电场强度从-0.2 V/cm到+0.2 V/cm变化，以探索外部电场对电子结构的影响。虽然hBN片的电子能带根据场强而改变，但其在价带或导带中的电子状态在所考虑的场强下不触及费米能级。我们的结论是，hBN作为基板不修改的CNT的电子结构，从而导致在设备性能的改善，与基于传统的基板材料，如SiO $_2$的设备相比。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near-Intrinsic Photo- and Electroluminescence from Single-Walled Carbon Nanotube Thin Films on BCB-Passivated Surfaces
该研究提出用BCB聚合物钝化衬底表面，抑制单壁碳纳米管薄膜的缺陷边带发射，使其发光性能接近h-BN水平，并成功制备出具有近本征电致发光的(6,5) SWCNT网络场效应晶体管，为低维发光体的光谱研究和光电器件提供了标准衬底处理方案。
2023-04-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structures of iron and cobalt bimetallic clusters for optimized chemical vapor deposition growth of single-walled carbon nanotubes
The University of Tokyo（东京大学）；Center for Multidimensional Carbon Materials (CMCM), Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院多维碳材料中心）；Dalian University of Technology（大连理工大学）；University of Antwerp（安特卫普大学）
研究通过铁钴双金属簇优化化学气相沉积生长单壁碳纳米管，发现Fe0.75Co0.25合金在高温下促进大直径纳米管生长。
2026-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection, transport, and detection in graphene-hexagonal boron nitride van der Waals heterostructures: progress and perspectives
目前石墨烯自旋电子学的研究致力于在石墨烯中实现长的自旋寿命以及有效的自旋注入和检测。在这篇文章中，我们回顾了六方氮化硼（hBN）是如何演变为一个关键的衬底，作为一个封装层，并作为一个隧道势垒的操纵和控制的自旋寿命和自旋注入/检测极化在石墨烯自旋阀设备。首先，我们概述了由于传统的SiO $_2$衬底在石墨烯中的自旋输运所面临的挑战，然后是基于hBN的石墨烯异质结构所取得的进展。然后，我们详细讨论了使用传统的氧化物隧道势垒自旋注入石墨烯的缺点和发展，然后介绍了最近的进展，在使用晶体单层/双层/三层hBN隧道势垒的改进的自旋注入和检测，这也可以促进两端自旋阀和汉勒测量，在室温下，是技术的重要性。一个特殊的情况下，偏置引起的自旋极化的剥离和化学气相沉积（CVD）生长的hBN隧道势垒的接触进行了讨论。此外，我们给出了我们对利用石墨烯-hBN异质结构在石墨烯自旋电子学的未来发展的看法。
2017-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale axial position and orientation measurement of hexagonal boron nitride quantum emitters using a tunable nanophotonic environment
六方氮化硼（hBN）中的色心由于其在室温下明亮的发射特性而成为单光子发射体（SPE）的有希望的候选者。与单层和少层hBN相比，多层薄片中的色心显示出优异的发射特性，例如更高的饱和度计数和光谱稳定性。在这里，我们报告了一种方法，用于确定厚hBN薄片中SPE的轴向位置和三维偶极取向，通过使用二氧化钒（VO 2），相变材料调谐光子局域态密度。研究中的发射体表现出很强的表面正常偶极子取向，提供了一些深入的hBN SPE的原子结构，深深嵌入厚晶体的见解。我们已经优化了热拾取技术，可重复地将hBN薄片从VO 2转移到SiO2/Si衬底上，并重新定位相同的发射器。我们的方法作为一个实用的方法，系统地表征SPE在hBN之前，在量子光子学系统集成。
2021-02-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.atom-ph
A Universal Method to Transform Aromatic Hydrocarbon Molecules into Confined Carbyne inside Single-Walled Carbon Nanotubes
本文提出一种通用方法，将芳香烃分子填充到直径为0.9-1.3 nm的单壁碳纳米管中，经低温退火转化为限域卡拜，并验证了多种前驱体及模板的适用性。
2024-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Four-dimensional Vibrational Spectroscopy for Nanoscale Mapping of Phonon Dispersion in BN Nanotubes
直接测量单个纳米结构中的局部声子色散可以极大地促进我们对其电学、热学和力学性质的理解。然而，这样的实验测量需要极高的探测灵敏度和组合的空间，能量和动量分辨率，因此一直是难以捉摸的。在这里，我们开发了一种基于单色扫描透射电子显微镜（STEM）的四维电子能量损失谱（4D-EELS）技术，并提出了在单个氮化硼纳米管（BNNT）的位置依赖的声子色散测量。我们的测量结果表明，多壁BNNT晶体的非折叠声子色散与六方氮化硼（h-BN）晶体接近，表明层间耦合和弯曲的几何形状对声子色散没有实质性的影响。我们还发现，声学声子是非常敏感的动量相关的缺陷散射，而光学声子是不太敏感。这项工作不仅提供了有益的见解BNNT的振动特性，但也展示了发展的4D-EELS技术在纳米声子色散测量的巨大前景。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doping of Si nanoparticles: the effect of oxidation
采用第一性原理密度泛函方法研究了硼和磷在氧化的自支撑硅纳米颗粒中的优先位置。计算的形成能表明，P应该偏聚在硅芯上，而B在Si和SiO_2区是同样稳定的。因此，我们的模型表明，在与H-终止表面的纳米晶体相比，氧化硅纳米颗粒中的磷掺入的效率可以通过热退火来提高。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrosynthetic control of CNT conductivity & morphology: Scale-up of the transformation of the greenhouse gas CO2 into carbon nanotubes by molten carbonate electrolysis
通过在熔融碳酸盐中电解将二氧化碳转化为碳纳米管，CNT提供了提取和储存这种温室气体的低成本途径。碳纳米管比燃料或其他二氧化碳转化产品更稳定、更紧凑和更有价值，为减少二氧化碳以减缓气候变化提供了动力。以前，实芯碳纳米纤维，CNF是用C-13同位素CO2形成的，而空芯纤维-碳纳米管，CNT是用天然同位素CO2在熔融碳酸锂中分裂形成的。在这里，我们展示了特殊的范围内的特定形态和导电性的碳纳米管，可以通过控制电解条件在一锅合成，并扩大这个过程中，温室气体二氧化碳转化为碳纳米管熔融碳酸盐电解。添加Li 2BO 3、硼掺杂并大大增强了在镀锌钢阴极处形成的CNT导电性。向Li 2CO 3电解质中添加CaCO 3降低了CNT生长区域中的氧化物溶解度，产生直的薄壁CNT。
2016-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Raman Response and Transport Properties of One-Dimensional van der Waals Tellurium Nanowires
碲可以形成螺旋原子链的纳米线。由于其独特的一维范德华结构，这些纳米线预计将显示出显着不同的物理和电子性能比散装碲。在这里，我们表明，少链和单链范德华碲纳米线可以使用碳纳米管和氮化硼纳米管封装隔离。利用这种方法，可以通过纳米管的内径来控制原子链的数量。结构的拉曼响应表明，单原子碲链和碳纳米管之间的相互作用是弱的，并且链间相互作用随着链的数目的增加而变得更强。与SiO2上裸露的碲纳米线相比，封装在氮化硼纳米管中的纳米线表现出显著增强的载流能力，电流密度为1.5*10^8 A cm-2，超过了大多数半导体纳米线。我们还使用封装在氮化硼纳米管中的碲纳米线来制造直径仅为2 nm的场效应晶体管。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxy Growth of Transition Metal Dichalcogenide (Mo,Mn)Se$_2$ on 2D, 3D and polycrystalline substrates
本研究利用分子束外延技术在多种衬底上生长磁性锰离子掺杂的 MoSe$_2$ 单层，多种表征手段证实 Mn 部分结合进晶格实现了合金化，并诱导了能量偏移和相变。
2023-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Valley relaxation of resident electrons and holes in a monolayer semiconductor: Dependence on carrier density and the role of substrate-induced disorder
利用时间分辨的光学克尔旋转，我们测量了剥离的WSe $_2$单分子膜中的电子和空穴的低温谷动力学作为载流子密度的系统函数。为了调和迄今为止报道的单层半导体中载流子谷动力学的许多不同的时间尺度，我们直接比较了具有不同介电环境的两个静电门控WSe $_2$单层中的掺杂依赖的谷弛豫。在完全封装的结构（hBN/WSe $_2$ /hBN，其中hBN是六方氮化硼）中，发现谷弛豫是单指数的。在低载流子密度下，谷弛豫时间$τ_v$相当长（$\sim$ 10~ $μ$ s），但在高电子或空穴密度下迅速减小到小于100~ns（$\gtrsim$ ~cm $^{-2}$）.相反，在直接置于二氧化硅上的部分包封的WSe $_2$单层（hBN/WSe $_2$ /SiO $_2$）中，载流子谷弛豫在低载流子密度下是多指数的。这种差异归因于来自SiO $_2$衬底的环境无序。出乎意料的是，非常小的面外磁场可以增加$τ_v$，特别是在hBN/WSe $_2$ /SiO $_2$结构中，这表明由无序诱导的局域态可以在去极化自旋和介导单层过渡金属-二硫族化物半导体中的驻留载流子的谷弛豫中起重要作用。
2021-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimization for growth condition of ultrathin hexagonal boron nitride on dielectric substrates via LPCVD
通过LPCVD优化在介电基板上直接合成超薄h-BN薄膜，以提升深紫外光电探测器的性能。
2025-12-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effects of Tip-Nanotube Interactions on Atomic Force Microscopy Imaging of Carbon Nanotubes
我们研究原子力显微镜（AFM）的提示和单个碳纳米管（CNT）支持SiO2之间的范德华（VDW）相互作用的效果。分子动力学（MD）模拟揭示了如何碳纳米管变形在AFM测量过程中，不考虑AFM针尖材料。单（双）壁CNT的表观高度可用于估计其直径高达~2 nm（~3 nm），但对于更大的直径，CNT横截面不再是圆形的。我们的模拟进行了比较，从AFM测量和共振拉曼光谱获得的CNT尺寸，具有良好的协议较小的CNT直径。在一般情况下，大直径碳纳米管的AFM测量必须小心解释，但该方法的可靠性得到改善，如果知识的数量的碳纳米管壁是available-able，或者如果额外的验证（例如，通过光学技术）可以获得。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-layer MoS2 roughness and sliding friction quenching by interaction with atomically flat substrates
实验研究了沉积在SiO2、云母和六方氮化硼（h-BN）衬底上的单层MoS 2晶体的表面粗糙度和横向摩擦力。粗糙度和滑动摩擦测量通过原子力显微镜（AFM）进行。我们发现一个很强的依赖性的MoS 2粗糙度的底层衬底材料，是h-BN的衬底，更好地保持了平整度的MoS 2晶体。横向摩擦力也随着粗糙度的降低而降低，并且对于h-BN衬底上的MoS 2薄片达到其最低值。然而，它仍然高于块状MoS 2晶体的表面，我们将其归因于由于竞争的尖端与薄片和薄片与衬底的相互作用而导致的薄片的变形。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Huge Volume Expansion and Structural Transformation of Carbon Nanotube Aligned Arrays during Electrical Breakdown in Vacuum
我们观察到在真空中的电击穿过程中，定向单壁碳纳米管（SWNT）阵列的体积膨胀伴随着结构转变。在Si/SiO_2衬底上，采用介电泳法在间距为2 μm的Pd源、漏电极之间组装了单壁碳纳米管阵列。在高电场下，单壁碳纳米管阵列爆发成大蘑菇状结构。系统的研究表明，在一定的电场作用下，单壁碳纳米管发生膨胀，并转变为纳米颗粒和花状结构，体积增加较小。电偏压的进一步增加和重复扫描导致无定形碳，如从扫描和透射电子显微镜（TEM）所确定的。用聚焦离子束和透射电镜研究了单壁碳纳米管阵列的截面结构，结果表明，2-3 nm的单壁碳纳米管阵列高度增加到1 μm左右，体积增益约为400倍。电子能量损失谱显示，单壁碳纳米管的石墨sp^2网络主要转化为sp^3。电流-电压测量还显示了经变换的结构的电阻的增加。
2011-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scalable High-Mobility Graphene/hBN Heterostructures
本文提出完全采用可扩展工艺制备高质量 graphene/hBN 异质结构，并通过百余个厘米尺度器件验证其高载流子迁移率与可扩展性。
2023-09-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dielectric Screening by 2D Substrates
二维（2D）材料越来越多地用作纳米级器件中的有源组件。二维材料的许多有趣的性质源于二维中的简化和高度非局域的电子屏蔽。虽然2D材料中的电子屏蔽已经被广泛研究，但问题仍然是2D基底如何屏蔽邻近它们的电荷扰动或电子激发。厚度依赖的介电屏蔽性能最近已经使用静电力显微镜（EFM）实验进行了研究。然而，有人认为，一些厚度依赖性趋势是由于外部效应。类似地，开尔文探针测量（KPM）表明，当BN板被放置在SiO $_2$上时，电荷波动减少，但尚不清楚这种效应是否是由于来自BN的固有屏蔽。在这项工作中，我们使用第一性原理计算来研究二维材料衬底的完全非局域介电屏蔽特性。对于六方氮化硼（BN）、石墨烯和MoS $_2$，我们的模拟结果与EFM实验结果定性一致，表明实验观察到的厚度相关屏蔽效应是二维材料所固有的。我们进一步明确调查的作用，BN在降低电荷的潜在波动所产生的电荷杂质的基础上的SiO $_2$基板上，观察到的KPM实验。2D材料基底也可以显著改变吸附物的HOMO-LUMO间隙，特别是对于小分子，如苯。我们提出了一个可靠的和非常快速的方法来预测的HOMO-LUMO间隙的小分子物理吸附在2D和3D基板上，仅使用基板的带隙和气相间隙的分子。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-mobility, wet-transferred graphene grown by chemical vapor deposition
我们报告了在SiO $_2$和六方氮化硼（hBN）封装上湿转移后，通过化学气相沉积（CVD）生长的单层石墨烯的高室温迁移率。通过去除在单晶石墨烯和hBN之间的界面处捕获的污染物，我们实现了在室温下高达$\sim70000cm^2 V^{-1} s^{-1}$和在9K下高达$\sim120000cm^2 V^{-1} s^{-1}$的迁移率。这些是先前湿转移的石墨烯的两倍以上，并且与通过干转移制备的样品相当。我们还研究了多晶石墨烯中热退火和封装的组合方法，实现了室温迁移率$\sim30000 cm^2 V^{-1} s^{-1}$。这些结果表明，通过适当的封装和清洁，可以在通过CVD生长的样品中获得远高于$10000cm^2 V^{-1} s^{-1}$的室温迁移率，并使用常规的、容易扩展的基于PMMA的湿法方法转移。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of the substrate on the Raman and photoluminescence emission of single layer MoS2
我们定量研究了单层二硫化钼（MoS 2）在电介质（SiO2、六方氮化硼、云母和聚合物电介质凝胶膜）和导电基底（Au和少层石墨烯）上的拉曼和光致发光（PL）发射。我们发现，衬底可以影响拉曼和PL发射在一个双重的方式。首先，吸收和发射强度被不同衬底内的相长/相消干涉强烈调制。第二，A1 g拉曼模式峰的位置和PL光谱中的中性和带电激子之间的光谱权重被衬底修改。我们将这种效应归因于衬底诱导的掺杂水平和激子跃迁的衰减速率的变化。我们的研究结果提供了一种方法来定量研究的Raman和PL发射从二硫化钼为基础的垂直异质结构，并代表在ad-hoc调谐PL发射的1 L二硫化钼通过选择合适的衬底的第一步。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
How does the substrate affect the Raman and excited state spectra of a carbon nanotube?
我们研究了一个单一的半导体单壁碳纳米管（CNT）的光学性质，该碳纳米管部分地悬挂在沟槽上，部分地由SiO2衬底支撑。通过调整激光激发能跨越悬浮CNT段的E33激子共振，主要拉曼跃迁、径向呼吸模式（RBM）、G模式和D模式的散射强度显示出高达三个数量级的强共振增强。在支持的部分的CNT，尽管拉曼散射强度的损失高达两个数量级，我们恢复E33激子共振遭受基板诱导的红移的50毫电子伏。G-带和D-带之间的峰强度比对衬底的存在高度敏感，并且变化一个数量级，表明在支撑的CNT片段中的缺陷密度高得多。通过比较拉曼激发光谱和光致发光（PL）激发光谱测量的E33共振光谱在悬浮的CNT段，我们观察到，在PL激发光谱的峰值能量红移了40 meV。这种位移与主导PL激发光谱的局域激子和引起拉曼激发光谱的自由激子之间的能量差有关。高分辨率拉曼光谱揭示了衬底诱导的对称性破缺，证明了在强烈增宽的拉曼G带的额外的峰的外观。在悬浮碳纳米管上测得的RBM和G带的激光诱导谱线位移都是激光激发功率的线性函数。斯托克斯/反斯托克斯测量，然而，揭示了增加的G声子人口，而RBM声子人口是相当独立的激光激发功率。
2009-04-14 cond-mat.mtrl-sci
