石墨烯-氮化硼异质结的制备及电学性能研究(2)
1.2 氮化硼的结构氮化硼(BN)是由第三主族元素硼(B)和第五主族元素氮(N)组成的非氧化物陶瓷材料，通常有吹冰方、斜方、菱方三种晶型结构[4](如图 1.2.1 所示） 。其中吹冰方氮化硼晶格结构、成键性质与石墨烯类似,它与石墨稀的晶格失配度仅有 1.7%，其带隙达 5. 97eV，并具有原子级平坦的表面粗糙度，因此氮化硼可作为石墨烯优良的隧穿介电层[5]。随着石墨烯迅猛发展，氮化硼也成为研究的热点。
1.3 氮化硼的性质吹冰方氮化硼有着和石墨相同的层状结构，在同一层中，B和 N原子相互交替形成吹冰元环结构， 原子间形成sp2杂化, 即在平面内每个原子与其最邻近三个相异原子形成三个 键, 垂直平面内形成π键，sp2杂化方式使h-BN 在层内具有很强的共价键，层间具有较弱的范德华力因此吹冰方氮化硼具有极强的稳定性和抗腐蚀性。吹冰方氮化硼中的 B-N 键以共价键连接，其中硼-氮键长为0.145 nm，晶格常数为 0.25 nm，相邻层间距为 0.333 nm。带隙为 5.97eV，可作为一个良好的绝缘体[6]。H-BN 具有极强的稳定性和抗腐蚀性，具有很多优异的特性[7]:1.高耐热性，温度可达到2000℃，温度至 3000℃开始升华。2.高导热性，吹冰方 BN 具有良好导热性，是导热最大的陶瓷材料之一。3.优良的介电性能，高温绝缘性好，在 25℃时电阻率为 104Ω.cm,在 2000℃为 104Ω.cm，介电常数为 4,能透微波和红外线。4.良好的高温稳定性。5.热膨胀系数低,膨胀系数仅次于石英玻璃。6.润滑性良好,可以作为优异的高温固体润滑剂。7.化学性质十分稳定,耐腐蚀性良好,和一般的无机酸、碱、或者氧化剂不发生反应,对几乎所有熔融金属表现出化学惰性。8.中子吸收能力强,因此可用来做反应堆中吸收中子的控制棒,以及用来制作防中子辐射的防护装置。因此单层或者少层的BN 片在电子和复合材料中有着广阔的应用前景。 并且h-BN 有着低的介电常数、高的机械强度，可作为石墨烯的介电层。此外，h-BN 也可被应用于深紫外发光器件、润滑材料、纳米复合填充材料。 ，二文层状材料 h-BN 具有的优异性能，将在光电器件的应用中发挥着重要的作用。
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