導(dǎo)體和絕緣體存在于生活中的方方面面，保障著很多平凡亦或是重要的任務(wù)的完成：例如醫(yī)院里的發(fā)電機(jī)，或者是讓屏幕可以工作等等。一些導(dǎo)體例如金屬等，可以使得電子可以自由地從一種材料移動(dòng)到另一種材料，從而可以完整地穿過(guò)材料表面。如果材料和另外的導(dǎo)體材料相接觸，這種電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程會(huì)不斷重復(fù)，除非其和絕緣體接觸。

    尋求新途徑：絕緣體和導(dǎo)體之間的相互作用

    導(dǎo)體和絕緣體存在于生活中的方方面面，保障著很多平凡亦或是重要的任務(wù)的完成：例如醫(yī)院里的發(fā)電機(jī)，或者是讓屏幕可以工作等等。一些導(dǎo)體例如金屬等，可以使得電子可以自由地從一種材料移動(dòng)到另一種材料，從而可以完整地穿過(guò)材料表面。如果材料和另外的導(dǎo)體材料相接觸，這種電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程會(huì)不斷重復(fù)，除非其和絕緣體接觸。

    導(dǎo)體和絕緣體的相互接觸

    試想一下，這樣兩個(gè)演員之間的聯(lián)系：一個(gè)是從高速路上巡航下來(lái)的汽車，另一個(gè)是點(diǎn)綴整個(gè)路上的紅綠燈。這輛汽車——就像一個(gè)導(dǎo)體一樣，只有當(dāng)遇到紅燈的時(shí)候才會(huì)停下來(lái)，紅燈就像是絕緣體，使得整個(gè)回路停止了。絕緣材料可以阻止自由電子從一個(gè)原子移動(dòng)到另一個(gè)原子，從一個(gè)分子移動(dòng)到另一個(gè)分子。如果一個(gè)電荷從導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)到了絕緣體部分，該電荷便會(huì)停留在初始位置。絕緣體不允許電子的自由移動(dòng)，就像車必須在紅燈處停下來(lái)一樣。綜合納米結(jié)構(gòu)物理中心和基礎(chǔ)科學(xué)研究所的研究人員仔細(xì)研究了導(dǎo)體和絕緣體之間的關(guān)系。該團(tuán)隊(duì)由CINAP的Young Hee Lee領(lǐng)導(dǎo)，廣泛研究了層狀六方氮化硼材料。所有二維層上的原子都暴露在表面上，相關(guān)的物理和化學(xué)性能受毗鄰材料以及表面起皺的影響很大。因此，處理原子層厚的材料時(shí)需要特別注意。六方氮化硼具有一些特殊的物理和化學(xué)特性，因此在很多方面都有潛在應(yīng)用，例如干燥潤(rùn)滑劑、鈍化層和深紫外線發(fā)射器等。這種六方氮化硼的性能優(yōu)于二氧化硅材料，由于其原子平整度、禁帶寬度較大、優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，和低介電屏蔽等特性，使得其成為非常理想的二維材料基板。這在鍵盤和電力電纜制造等方面具有非常重要的應(yīng)用。

    合成過(guò)程

    在該研究中，這種六方氮化硼材料薄膜通過(guò)化學(xué)氣相沉積法制備獲得。CVD是一種生產(chǎn)高質(zhì)量高性能固體材料的方法。六方氮化硼的厚度通過(guò)冷卻速度來(lái)控制。用CVD生長(zhǎng)獲得的由單層石墨烯、單層二硫化鉬和單層二硒化鎢材料制成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管是在多層六方氮化硼上生長(zhǎng)獲得，其電荷遷移率在室溫下可分別達(dá)到 24,000, 40, 和 ~ 9 cm2 V-1s-1。報(bào)道的材料中電荷遷移率最高的是具有石墨烯的樣品。

    六方氮化硼材料的應(yīng)用

    六方氮化硼是理想的二維材料基板，包括石墨烯和單層過(guò)渡金屬二硫?qū)倩?TMdC)。盡管通過(guò)這種基板剝離的材料性能很好，但是由于其面積受限，因此想要對(duì)其進(jìn)行集成便不可行。大面積CVD生長(zhǎng)的六方氮化硼可以輕易和其他二維材料進(jìn)行集成。為了展示六方氮化硼是一種潛在的基板，石墨烯、二硫化鉬和二硒化鎢設(shè)備都是在六方氮化硼材料表面合成的。這種大面積高質(zhì)量的六方氮化硼基板不僅可以促進(jìn)二維納米電子材料的發(fā)展，同時(shí)也為多層二維材料的合成提供了新技術(shù)。