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通过高压合成探索二维材料:hBN、Mg-hBN、b-P、b-AsP 和 GeAs

材料科学 2024-02-16 v1

摘要

在材料科学中,为特定化合物选择合适的合成技术是最重要的步骤之一。高压条件对晶体生长过程有显著影响,能够创造出通常在正常条件下无法实现的独特结构和性质。本文的主要目的是阐述在开发二维 (2D) 材料时使用高温高压 (HPHT) 技术的优势。我们成功地从 Mg-B-N 溶剂中生长出了六方氮化硼 (hBN) 和镁掺杂六方氮化硼 (Mg-hBN) 的块体单晶。对 Mg-B-N 体系的进一步探索可能导致同位素富集 10B^{10}\text{B}11B^{11}\text{B} 的 hBN 晶体以及其他掺杂变体的结晶。黑磷 (b-P) 和砷掺杂黑磷 (b-AsP) 是通过将其元素直接转化为熔体,随后在 HPHT 条件下结晶而获得的。砷化锗 (GeAs) 块体单晶也是在 1 GPa 压力下从熔体中获得的。结晶后,所有这些化合物均表现出预期的层状结构,使其易于剥离成二维薄片,从而为修饰其电学行为和创造新型有用器件提供了机会。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.10019,
  title  = {Exploring 2D Materials by High Pressure Synthesis: hBN, Mg-hBN, b-P, b-AsP, and GeAs},
  author = {N. D. Zhigadlo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.10019},
  year   = {2024}
}