MOVPE 生长 hBN 的基本机制
材料科学
2019-06-14 v1
摘要
六方氮化硼是一种极具前景的材料，应用范围从深紫外发射到其他二维晶体的理想衬底。尽管近年来针对晶圆级、高质量材料生长的努力显著增强，但对实际生长机制的理解仍然零散且不成熟。在此，我们通过在大范围生长条件下研究金属有机气相外延 (MOVPE) 生长 hBN，揭示了基本生长机制。所得结果反驳了关于寄生气相反应降低生长效率重要性的普遍看法。可区分出两种依赖于氨气流量和反应室压力的不同生长机制。两种机制在多晶生长情况下均有效，但高度有序、平坦层的生长受到强烈阻碍。该问题由 sp2-BN 薄片 N 端边缘（构成层表面的原子台阶）上硼化学吸附效率低所致。二维生长可通过流量调制外延 (FME) 方法激活并维持，即氨气和 TEB 气流的交替切换。FME 方法的成功通过 sp2-BN 薄片边缘处 N 端与 B 端重构之间的周期性变化来解释，其恢复了硼的化学吸附。所呈现的结果明确了基本生长机制，这是任何进一步确定性开发高效、高质量、大规模 MOVPE 生长 hBN 的先决条件。
引用
@article{arxiv.1906.05319,
title = {Fundamental mechanisms of hBN growth by MOVPE},
author = {Krzysztof Pakuła and Aleksandra Dąbrowska and Mateusz Tokarczyk and Rafał Bożek and Johannes Binder and Grzegorz Kowalski and Andrzej Wysmołek and Roman Stępniewski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.05319},
year = {2019}
}
备注
Sent to 2D Materials journal at 31-May-2019