高性能的纳米电子学，需要对材料进行纳米级的控制。已经开发了在碳化硅上制备高质量外延石墨烯（EG）纳米结构的方法，下一步是在EG纳米结构上生长范德华半导体。六方氮化硼（h-BN）是一种宽带隙半导体，具有与石墨烯相匹配的蜂窝状晶格结构，非常适合于石墨烯纳米电子。
近日，佐治亚理工学院Claire Berger，Abdallah Ougazzaden报道了采用迁移增强型金属有机气相外延工艺在EG上外延生长多层h-BN的制备和表征。
文章要点
1）横向外延沉积（LED）过程在MOVPE生长室中进行，在MOVPE生长室中，作为h-BN薄膜的前体的三乙基硼（TEB）和NH3挥发性分子被引入到SiC晶片上极热的EG中。生长周期包括首先脉冲注入在氢载气流中传输的TEB，随后进行吹扫，然后按相似的顺序注入NH3。在这个过程中，TEB和NH3前驱体在热的EG表面交替分解，从而提供了活性的硼原子和氮原子来形成h-BN层。
2）由于LED机制，生长的h-BN/EG异质结构具有高度有序的外延界面，以保持原始石墨烯的传输特性。
3）通过第一性原理模拟，研究人员分析了二维外延h-BN薄膜逐行生长的原子级结构和能量细节，证实了一维无成核无能垒生长。
这种与工业相关的LED工艺可应用于多种范德华半导体材料。
James Gigliotti, et al, Highly Ordered Boron Nitride/Epigraphene Epitaxial Films on Silicon Carbide by Lateral Epitaxial Deposition, ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c04164
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04164
