六方氮化硼的介电常数、电导率与击穿场强

鉴于六方氮化硼（hBN）在二维材料电子学中的广泛使用，细化其低场介电常数以及高达击穿电压的高场强度和电导率的介电表征变得重要。本研究旨在通过使用两个厚度在 10--100 nm 范围内可变的大尺寸高压高温（HPHT）晶体和聚合物衍生陶瓷（PDC）晶体构成的 Au-hBN-Au 电容器系列的 DC 和 RF 输运来填补这一空白。我们推导出面外低场介电常数 $\epsilon_\parallel=3.4\pm0.2$，与 Ohba 等人的理论预测一致，缩小了普遍接受的 $\epsilon_\parallel=3$--$4$ 窗口。发现高场下的 DC 漏电流遵循 Frenkel-Pool 定律，对应于热激活陷阱辅助电子输运，其动态介电常数 $\epsilon_\parallel\simeq3.1$，陷阱能量 $\Phi_B\simeq1.3\;\mathrm{eV}$，可与标准具有技术相关性的介电体相比。