记者从华南师范大学得悉,我国科学家在叠层低维单晶资料制作方面获得重要发展,完结镍衬底上菱方相氮化硼叠层单晶的可控成长。相关研讨5月2日发表于《天然》。
六方氮化硼是极具潜力的下一代低维介电在答应电压下不导电的资料。菱方(ABC)堆垛叠层在保有六方氮化硼优异物理化学性质的一起,具有本征的滑移铁电性和非线性光学性质。大尺度ABC堆垛叠层单晶的可控制备,是基础研讨和完结其大范围的使用的条件。但是,金属衬底快速成长的首层氮化硼薄膜对衬底催化发生屏蔽效应,阻止后续层数的继续成长。
此外,多种(例如:ABC,AAA和ABA)堆垛叠层六方氮化硼都具有较好的稳定性,导致同一样品多种堆垛稠浊。因而,制备ABC堆垛叠层单晶有必要根据更强的表界面相互作用,一起,有必要对外延衬底标明上进行规划以与ABC堆垛原子构型相匹配,以成长均一堆垛。
研讨人员提出根据衬底的面内、外协同调控机制,在单晶金属Ni衬底外表规划并制备具有斜面的高台阶,以有用调控叠层单晶的成长。他们使用Ni(520)衬底外表降温聚合构成斜面高台阶,该类高台阶能在成长过程中协同调控并确定ABC堆垛叠层六方氮化硼的面内晶格取向和面外滑移矢量,诱导ABC堆垛晶畴形核长大。根据该理论,成功在Ni(520)面制备具有精准ABC原子层堆垛的菱方氮化硼叠层单晶。理论核算一起证明非中心对称ABC堆垛会导致其层间电极化矢量在面外方向堆集,展现出铁电性。
此外,叠层堆垛具有较小的层间滑移和极化翻转势垒,铁电畴的理论宽度约仅为10纳米,预示其作为高密度信息存储介质的潜力。试验透射电镜原位观测成果进一步确认了ABC堆垛叠层的极化翻转源自层间滑移,一起根据压电响应力的扫描探针丈量发现ABC堆垛叠层具有高居里温度,还完结对其铁电畴区的写入和擦除操作。
上述研讨由华南师范大学物理学院教授徐小志团队特聘研讨员魏文娅与我国科学院物理研讨所研讨员白雪冬团队、北京大学教授刘开辉团队、西湖大学研讨员郑小睿团队、我国科学院深圳先进技术研讨院教授丁峰团队协作完结。(来历:我国科学报 朱汉斌)
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