二维hBN的结构、性质及应用综述（下）

天元航材作为国内具有50余年生产制作工艺沉淀的化工厂家，我们的主营产品有六方氮化硼，具有良好的电绝缘性、导热性、耐化学腐蚀性和润滑性，并具有很强的中子吸收能力，几乎对所有的有机溶剂及腐蚀性化学物质都是相对稳定的，本文我们介绍了包括h-BN的合成、性质、新物理、应用和异质结构方面的最新研究进展和发现。特别强调了h-BN及其异质结构的合成、生长和加工，以及由于h-BN的特殊性质而产生的潜在和新兴应用。

h-BN由于其广泛的应用范围、奇异的性质和二维体积性质的相关性，已成为二维类中最有前途的材料之一。在过去的十年中，人们进行了广泛的探索，以建立和理解h-BN的几个关键方面，包括但不限于高质量的h-BN生长、通过结构修饰和异质结构形成对功能特性的可调性，以及开发这些特性在各种领域的进一步应用。本综述全面介绍了与汇丰银行相关的最重要和最新发展。本综述特别关注于理解从块体到二维形式的属性调制的潜在原因。此外，通过掺杂、功能化、异质结构和纳米复合材料的形成对二维 h-BN的这些特性进行调制，彻底改变了h-BN在本综述中介绍的应用。

h-BN研究的未来及其实际应用关键取决于合成工艺的创新，以生产大面积、无缺陷、高质量的h-BN 二维板材。在过去五年中，从两个方向（自上而下和自下而上）采取了几种方法，以解决h-BN合成和放大过程中的一些关键瓶颈。剥落、热分解、不同的生长方法、低温生长等过程都有其优缺点，这对于理解特定应用至关重要。与CVD和PVD方法相比，机械和化学剥离是相对较低成本和较不复杂的技术。在这些技术中，机械劈裂提供了质量最好的h-BN薄片，其厚度可以与单层一样薄，但除了产生较小的薄片尺寸外，还存在产量相对较低的问题，并且在层数上缺乏控制。球磨技术展示了在基底上实现h-BN薄片大覆盖的潜力，以及通过机械力化学方法功能化h-BN薄片的可能性，但在横向尺寸方面也有限制：与CVD获得的尺寸相比，这些尺寸往往较小。球磨还带来了在h-BN结构中产生无意缺陷的挑战。

另一方面，与大多数其他去角质技术相比，最新的图像方法提供了更高的产量、减少的去角质时间和能源消耗，从而显示出对h-BN薄片商业生产的一些希望。尽管如此，该技术仍然存在微米尺度内的薄片尺寸问题，这给实现单层结构带来了挑战。然而，探索溶剂层相互作用优化以合成具有最小厚度和缺陷的大h-BN纳米片的化学剥离可能有助于克服这些障碍。CVD技术显示了生长大面积和高结晶度h-BN的优势。最近，单晶单分子膜已在单晶金属上成功地在晶圆规模上合成。迄今为止报道的最高质量的h-BN薄片是在金属衬底上生长的。然而，当前用于后续转移过程的方法通常会降低膜质量并导致污染。此外，大多数工艺的生长温度通常非常高（>1000℃），这会增加能耗。为了实现CVD过程中的可控生长，需要考虑并仔细调整许多参数，如前体和衬底选择、前体和金属温度、气体成分及其百分比、反应时间、压力等。所有这些因素都阻碍了CVD生长h-BN的大规模生产和广泛应用。

在所有的PVD技术中，脉冲激光沉积（PLD）方法显示出在相对较低的温度下在非金属衬底上生长大规模h-BN的最佳潜力。然而，报道的h-BN晶粒尺寸仍然比CVD生长的小得多。由于衬底在外延生长中起着非常重要的作用，因此应将重点放在与h-BN晶格相似的衬底上，如金刚石，以提高h-BN的结晶度和质量。然而，高温生长技术受到催化基质、额外转移过程（通常影响h-BN纳米片的质量）和过量热能的影响，这会阻碍其在高性能器件中的使用。h-BN的性能通常受到界面污染的严重影响，这是器件级应用中的另一个主要问题。

尽管过去十年来h-BN的研究取得了惊人的进展，但h-BN的未来仍有很大的创新空间。将实验和计算相结合的整体方法将为h-BN和h-BN异质结构器件的结构和功能设计的发展开辟新的机遇。除了对h-BN固有结构、电子和光学特性的调制进行富有洞察力的探索外，还将大大有助于实现这种非凡材料的真正潜力，这种材料在商业领域的未来应用前景广阔。

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