该成果以《射频磁控溅射法制备六方氮化硼薄膜的2英寸晶圆级剥离》(Two-inch wafer-scale exfoliation of hexagonal boron nitride films fabricated by RF-sputtering)为题发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,IF=19.9)上。西安交通大学为论文第一完成单位。论文第一作者为西安交大电子学院青年教师李强副教授。电子学院先进光电所所长云峰教授与郑州大学刘玉怀教授、英国谢菲尔德大学Tao Wang教授、西安电子科技大学郝跃院士为共同通讯作者。
六方氮化硼(hBN)是重要的超宽禁带半导体材料,具有类石墨烯层状结构和独特的光电特性,在场效应晶体管、深紫外发光器件和探测器上有重要的应用,是二维材料家族中的重要成员。同时,hBN能与其他二维材料(石墨烯、二硫化钼、黑磷等)结合,在二维材料异质集成,制备微小型、低功耗器件上表现优异,潜力巨大,被认为是最有前途的材料之一。通过磁控溅射法制备了晶圆级连续hBN厚膜,并对2英寸的完整薄膜进行了剥离和转移。团队成员通过旋涂PMMA辅助的液相剥离方法,使2英寸hBN薄膜完整剥离并转移。系统地分析了影响溅射生长薄膜剥离和转移过程的一些关键因素,包括不同的溶液、不同的溶液浓度和不同的薄膜厚度。对剥离前后hBN薄膜的形貌和性能进行了表征,转移薄膜的带边吸收峰为229nm,相应的光学带隙为5.50 eV。这种转移的hBN薄膜已在ITO玻璃上制成透明电阻开关器件,即使在不同的外加电压下,也显示出~102的恒定电阻窗口。本研究成果为hBN材料在柔性及透明光电子器件中的进一步应用奠定了基础。
云峰教授和李强副教授课题组,近年来一直致力于超宽禁带半导体材料(六方氮化硼)的制备和器件应用,前期工作已获得十余项国家发明专利并在Optical Materials Express、Applied Surface Science等最具影响力期刊上发表了一系列文章。