纳米技术现在 - 新闻稿：石墨烯-HBN对刺激新LED的突破，量子计算：研究发现产生高质量，晶圆，单层六边形氮化硼的第一种方法

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在可以加快对下一代电子和LED设备的研究加快研究的发现中，密歇根大学研究团队开发了一种可靠，可扩展的方法，用于在石墨烯上生长硝化己酮的单层。

石墨烯-HBN的突破性刺激新LED，量子计算：研究发现了产生高质量，晶圆尺度的单层六边形硝化硼的第一种方法

安阿伯，密歇根州|发表于2022年4月15日

该过程在高级材料的研究中详细介绍了具有广泛使用的分子束外延过程的大量高质量HBN。

U-M电气工程和计算机科学教授Zetian Mi表示，该研究的相应作者Zetian Mi说，石墨烯-HBN结构可以为当今的LED发电LED，在当今的LED中是不可能的。Deep-UV LED可以推动较小的尺寸和更高的效率，包括激光器和空气净化器在内的各种设备。

Mi说：“如今，用于生成深紫外光的技术是汞 - Xenon灯，它们是热，笨重，效率低下且含有有毒材料的技术。”“如果我们能够用LED生成光线，我们可以看到类似于LED灯泡取代白炽灯时看到的紫外线设备的效率革命。”

六角硼硝化物是世界上最薄的绝缘子，而石墨烯是一种称为半法的材料中最薄的材料，它们具有高度可延展的电气性能，对于它们在计算机和其他电子产品中的作用很重要。

将HBN和石墨烯粘合在平滑的单原子层层中，释放出异国特性的宝库。除了深伏特LED外，石墨烯-HBN结构还可以实现量子计算设备，较小，更有效的电子和光电子，以及各种其他应用。

“研究人员多年来都知道HBN的特性，但是过去，获得研究所需的薄片的唯一方法是从较大的硝酸硼晶体中物理去角质，这是劳动密集型的，只产生微小的片材料，”米说。“我们的过程可以生长基本上有任何规模的原子级薄纸，这为许多令人兴奋的新研究可能性打开了。”

由于石墨烯和HBN非常薄，因此它们可用于构建比当今可用的设备要小得多，更节能的电子设备。HBN和石墨烯的分层结构还可以表现出外来特性，可以将信息存储在量子计算设备中，例如能够从导体转换为绝缘体或支持异常电子自旋的能力。

尽管研究人员过去曾尝试使用溅射和化学蒸气沉积等方法合成HBN的薄层，但他们努力获得与石墨烯层正确键合所需的均匀，精确有序的原子层。

“要获得有用的产品，您需要一致的，与下面的石墨烯一致的一排HBN原子，并且以前的努力能够实现这一目标，”电气工程和计算机科学的博士后研究员Ping Wang说。“一些HBN整齐地下降了，但是许多地区都是无序和随机排列的。”

该团队由电气工程和计算机科学，材料科学和工程以及物理研究人员组成，发现在高温下，整齐的HBN原子比不良的锯齿状编队更稳定。王有了这些知识，开始尝试分子束外延，这是一种工业过程，等于将单个原子喷射到底物上。

Wang用梯田石墨烯底物。依靠原子尺度楼梯，并将其加热至1600摄氏度，然后在单个硼和主动氮原子上喷洒，结果远远超过了团队的期望，形成了整齐的HBN在地球烯的接缝中的HBN迹象。边缘，扩展到宽阔的材料丝带中。

Mi说：“尝试大量原始HBN是多年来遥不可及的梦想，但是这一发现改变了。”“这是迈向2D量子结构商业化的重要一步。”

如果没有各种学科的合作，这一结果将是不可能的。从U-M和耶鲁大学（U-M）和耶鲁大学（U-M University）的电气工程和计算机科学和材料科学与工程学的研究人员，一些工作的基础是基础的数学理论。

Mi的实验室开发了该过程，合成了材料并将其与光的相互作用进行了表征。然后，U-M的材料科学家和工程师和俄亥俄州立大学的合作者详细研究了其结构和电气性能。

U-M材料科学与工程副教授Emmanouil Kioupakis和OSU物理学教授Jay Gupta也是该论文的相应作者。

这项研究得到了密歇根州工程蓝天倡议，陆军研究办公室，国家科学基金会，美国能源部和W.M.的支持。凯克基金会。