08 Sep 2022
2D Materials编辑优选:利用粒子刻蚀法制备高取向hBN纳米沟槽
本篇研究来自中科院上海微系统所王浩敏课题组。本文主要介绍了利用过渡金属纳米粒子的催化刻蚀,首次获得到取向可控且具有高长宽比的hBN纳米沟槽;通过改变刻蚀金属的种类和氢气分压,可以实现对hBN沟槽的取向调控;hBN沟槽的边界原子级平整,宽度可小于5nm。 文章介绍 Directional etching for high aspect ratio nano-trenches on hexagonal boron nitride by catalytic metal particles Chen Chen, Li He, Chengxin Jiang, Lingxiu Chen, Hui Shan Wang, Xiujun Wang, Ziqiang Kong, Xiaojing Mu, Zhipeng Wei, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Tianru Wu, Daoli Zhang(张道礼) and Haomin Wang(王浩敏) 通讯作者: 王浩敏,中国科学院上海微系统与信息技术研究所 张道礼,华中科技大学 我们报道了不同纳米金属粒子对hBN取向刻蚀的详细研究。利用过渡金属纳米粒子的催化刻蚀,在hBN表面得到具有单原子层深度和高长宽比,且取向可控的hBN纳米沟槽,并进行了系统表征。研究发现,在低H2分压下,只有Pt和Ir能刻蚀出扶手椅型边界的沟槽,而其他过渡金属则会形成锯齿型边界的纳米沟槽。纳米沟槽的密度和宽度随刻蚀温度和金属盐溶液浓度的增加而增加,沟槽的取向还取决于H2分压。图1a及图1c分别为扶手椅型取向和锯齿型取向的hBN沟槽的AFM侧向力图像。hBN的褶皱通常沿着扶手椅型取向,这为我们快速判断沟槽的取向提供了便利。放大的AFM高度像显示了扶手椅型取向(图1b)和锯齿型取向(图1d)hBN沟槽的宽度均为5 nm左右,且边界平整,沟槽的长宽比可达3000。具有高长宽比和原子级平整边界的纳米沟槽为石墨烯等二维材料的限域生长提供了精确的模板,这为原子级集成电路的制造提供了实验基础。 图1 分别由Pt和Zn纳米粒子刻蚀得到的扶手椅型和锯齿型取向的hBN沟槽...