水分诱导的六方形硼氮化物纳米线带隙工程
材料科学
2025-11-26 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
与六方形硼氮化物（hBN）薄片不同，hBN纳米线（BNNR）的带隙可以通过空间/电场限制进行调制。据预测，横向电场可窄化BNNR的带隙，甚至引发绝缘体-金属相变。然而，在BNNR上引入过高电场仍具有挑战性。本文通过理论与实验方法，证明水分子吸附显著降低了锯齿形取向BNNR（zBNNR）的带隙。Ab initio计算表明，BNNR旁的水分子吸附可产生超过2 V/nm的横向等效电场，从而降低其带隙。成功制备了来自不同宽度zBNNR的场效应晶体管。通过电场调制，在室温下，zBNNR含吸附水分子的电导可调幅达到三个数量级。进一步采集光电流响应 measurements 以确定zBNNR的光学带隙。更宽的zBNNR的带隙可降低至1.17 eV。该研究为实现基于六方形硼氮化物的电子/光电子器件与电路提供了新的基本认识。
引用
@article{arxiv.2511.19862,
title = {Water induced bandgap engineering in nanoribbons of hexagonal boron nitride},
author = {Chen Chen and Yang Hang and Hui Shan Wang and Yang Wang and Xiujun Wang and Chengxin Jiang and Yu Feng and Chenxi Liu and Eli Janzen and James H. Edgar and Zhipeng Wei and Wanlin Guo and Weida Hu and Zhuhua Zhang and Haomin Wang and Xiaoming Xie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.19862},
year = {2025}
}
备注
32 pages, 4 figures