单晶体与双晶体的概念（丁峰等人最新Nature在Ni）

单晶体与双晶体的概念（丁峰等人最新Nature在Ni）图3：三层六方氮化硼hBN生长机理。图2：在Ni23B6/Ni (111)上，三层六方氮化硼hBN的晶体结构。Epitaxial single-crystal hexagonal boron nitride multilayers on Ni (111)在Ni(111)上外延的单晶六方氮化硼多层膜。图1：在Ni(111)上，生长单晶三层六方氮化硼hexagonal boron nitride，hBN。

二维2D材料，已经可以生长成大面积单晶单层结构，诸如石墨烯、六方氮化硼hexagonal boron nitride，hBN，和过渡金属二硫属元素化物。六方氮化硼hBN，是基于二维2D材料的场效应晶体管field-effect transistors，FET“理想”电介质，为扩展摩尔定律提供了潜力。尽管，比单层更厚的六方氮化硼hBN，更适合作为二维2D半导体的衬底，但高度均匀的单晶多层六方氮化硼hBN生长，仍有待证明。

今日，韩国 蔚山科学技术院(Ulsan National Institute of Science and Technology UNiST)Kyung Yeol Ma，Leining Zhang等，在Nature上发文，报道了通过化学气相沉积chemical vapour deposition，CVD方法，外延生长晶圆级单晶三层六方氮化硼hBN。

研究发现，在单晶Ni(111)晶面上，早期生长了均匀排列的三层六方氮化硼hBN岛，并最终结合成单晶膜。截面透射电子显微镜transmission electron microscopy，TEM表明，在冷却过程中，通过硼在Ni中的溶解，在单晶六方氮化硼hBN薄膜和Ni衬底之间，形成了Ni23B6中间层。在hBN和Ni23B6之间，以及在Ni23B6和Ni之间存在外延关系。

六方氮化硼hBN薄膜，作为保护层，在氢催化析出过程中，保持完整，这表明六方氮化硼hBN是连续的单晶。转移到SiO2(300nm)/Si晶片上的六方氮化硼hBN充当介电层，以减少来自MoS2场效应晶体管 field-effect transistors，FET中，SiO2衬底的电子掺杂。研究表明，大面积的高质量单晶多层六方氮化硼hBN，这将为二维2D半导体的普遍衬底，开辟新的途径。

Epitaxial single-crystal hexagonal boron nitride multilayers on Ni (111)

在Ni(111)上外延的单晶六方氮化硼多层膜。

图1：在Ni(111)上，生长单晶三层六方氮化硼hexagonal boron nitride，hBN。

图2：在Ni23B6/Ni (111)上，三层六方氮化硼hBN的晶体结构。

图3：三层六方氮化硼hBN生长机理。

图4：六方氮化硼hBN/Ni23B6和以六方氮化硼hBN作为电介质构建的场效应晶体管field-effect transistors，FET剥离测试。

该项研究，报道了在Ni(111)箔上，均匀和大面积外延生长的单晶三层六方氮化硼hexagonal boron nitride，hBN薄膜，其中，AA′A均匀堆叠。通过六方氮化硼hBN结合能随厚度降低，从而分别获得了大面积外延生长的单晶双层和单晶五层三层六方氮化硼hBN薄膜。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04745-7

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-04745-7

本文译自Nature。