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铜硅合金上六方氮化硼的生长：形貌与大尺寸晶畴
摘要： 可控合成高质量六方氮化硼（h-BN）对基于范德华异质结构的二维器件工业化应用至关重要。目前学界通过化学气相沉积法在铜基底上合成h-BN投入了大量努力——该技术已成功应用于石墨烯生长。然而h-BN的合成进展显著滞后，实现毫米级单晶畴区并可靠调控其形貌仍具挑战性。本研究通过简单引入微量硅，成功将铜基底上h-BN的成核密度降低两个数量级以上，从而获得最大横向尺寸达0.25毫米的大尺寸三角形单晶畴区。此外，通过调控生长温度可使畴区形貌从针状、树状和叶状突起转变为三角形。硅的引入改变了生长机制，使其从附着限制模式转变为扩散限制模式，从而在纯铜基底上罕见地形成了枝晶状畴区。研究采用相场模型揭示了硼氮扩散、脱附、通量及反应活性变量相关的生长动力学过程，并阐释了形貌演化机理。该工作为制备大尺寸h-BN单晶及理解形貌演变规律提供了重要启示。
关键词： 大尺寸域，氮化硼，生长，形貌，化学气相沉积
更新于2025-11-21 11:18:25
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高度有序且纳米结构化的六方氮化硼的熔盐合成法
摘要： 六方氮化硼（h-BN）是一种应用广泛的知名陶瓷材料，其应用领域涵盖电子工业到冶金行业。然而传统方法需在1800°C以上高温才能合成高度有序的h-BN。本研究探究了硼酸（H3BO3）-氯化铵（NH4Cl）混合物在氯化钠（NaCl）-氯化钾（KCl）共晶盐中的BN形成过程。我们采用熔盐合成法，在1000°C温度下成功制备出高度有序的纳米结构h-BN，并系统研究了初始配比、合成温度及保温时间对BN形成及其结构有序度的影响。研究表明熔盐通过两方面关键作用促进BN形成与结构有序化：i) 分解含硼（B）-氮（N）的反应物以形成BN层；ii) 提升已形成BN层的迁移能力。此外，我们提出了熔盐体系中反应物混合生成BN的可能反应机理，并基于热力学与动力学原理对实验现象进行了解释。
关键词： 熔盐合成，NaCl-KCl共晶盐，氮化硼，结构序，高分辨透射电子显微镜
更新于2025-11-21 11:01:37
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功能化单原子嵌入双层石墨烯与六方氮化硼
摘要： 基于第一性原理计算，提出了单原子嵌入双层石墨烯和二维六方氮化硼的方案。研究特别将68种不同单原子分别嵌入双层石墨烯与氮化硼中，发现掺杂元素的种类会导致磁矩和带隙呈现差异化表现，由此可形成磁体、导体、半导体或绝缘体。该研究原则上能够调控双层石墨烯与氮化硼的电子结构与几何特性，从而拓展二维材料的功能化设计与应用可能。
关键词： 单原子、氮化硼、带隙、石墨烯、功能化石墨烯、磁矩
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过灯烧蚀制备氮化硼纳米结构的全景图
摘要： 通过灯烧蚀法，仅使用结晶氮化硼（BN）前驱体粉末就成功制备出多种卓越的氮化硼纳米结构，包括纳米角、纳米棒、纳米片层以及中空纳米球团簇（其中纳米洋葱结构因其最大的应用与基础研究价值备受关注）。该工艺安全无毒、操作简便、反应快速且易于规?；苌纱饲澳岩曰竦玫奶囟ɡ嘈湍擅卓帕！Ｍü叻直嫱干涞缱酉晕⒕?、能量色散X射线光谱和电子能量损失谱，对产物结构和组成进行了明确表征。
关键词： 灯烧蚀、无毒、氮化硼、纳米结构、纳米洋葱
更新于2025-09-23 15:23:52
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纳米晶正交相氮化硼薄膜的增强电子场发射
摘要： 采用射频磁控溅射法在石墨基底上制备了具有蜂窝状岛状形貌的纳米晶正交氮化硼（oBN）薄膜。场发射（FE）测试结果表明，与高质量立方氮化硼（cBN）薄膜相比，oBN薄膜的场发射性能显著提升：开启电场从17.0 V/μm降至6 V/μm，最高发射电流密度从2.8×10?? A/cm2增至3×10?? A/cm2。这种增强效应源于突出蜂窝状岛状形貌与蜂窝状互联内部结构共同导致的有效势垒大幅降低。
关键词： 半导体、薄膜、电子场发射、氮化硼、物理气相沉积
更新于2025-09-23 15:22:29
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用于高效可见光驱动光催化产氢的自组装CdS@BN核壳光催化剂
摘要： 通过溶剂热法和化学吸附法合成了用于产氢的CdS@BN核壳纳米棒光催化剂。包覆5 wt%氮化硼(BN)壳层的CdS纳米棒展现出高达30.68 mmol g?1 h?1的显著可见光催化产氢活性，较纯CdS纳米棒提升近6.79倍，且在420 nm处的表观量子效率为7.5%。透射电镜显示CdS纳米棒表面覆盖着约5 nm厚的BN层，结合产氢结果证实其光催化性能得到显著提升。包覆5 wt% BN的CdS纳米棒经过四次循环后产氢速率仍保持91.4%，表明其光腐蚀得到有效抑制。此外，CdS核与BN壳之间大范围紧密的同轴界面接触有利于光生电子-空穴对的分离与转移。
关键词： 核壳结构，光催化产氢，硫化镉纳米棒，氮化硼
更新于2025-09-23 15:21:01
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微波辅助合成富硼氮石墨量子点以增强光合色素的荧光
摘要： 量子点与生物分子间的能量传递因量子点的高吸收能力与高量子效率而备受关注。在各类量子点中，石墨烯及石墨型量子点因其优异的生物相容性与低毒性，在能量传递研究中展现出巨大潜力。本研究展示了一种在家用微波炉中合成富硼氮石墨型量子点(C-BN)与氮化碳量子点(BCN)的简易方法。通过调节硼氮前驱体的初始摩尔比来控制量子点组成——增加硼前驱体摩尔比有利于C-BN量子点的形成。这些主要由硼氮元素构成（含约10%碳）、粒径约2纳米的C-BN量子点具有明亮的光致发光特性。据我们所知，这是首个基于家用微波炉采用自下而上合成法制备C-BN量子点的研究。此外，用该量子点处理光合色素可使670纳米处荧光强度提升20%，证明C-BN与BCN量子点能成为光合生物人工天线系统的重要组分。
关键词： 光合色素、氮化硼、能量传递、石墨量子点
更新于2025-09-23 15:19:57
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各向异性流控制与杂化声子极化子的栅极调制
摘要： 二维光子材料中的光-物质相互作用能够实现亚波长尺度下自由空间辐射的约束与操控。其中由石墨烯（G）和六方氮化硼（hBN）构成的范德瓦尔斯异质结构可提供栅压可调的混合型双曲等离激元声子极化激元（HP3）。本研究展示了沉积于空气-金微结构衬底上的G-hBN中HP3模式的各向异性流动控制及栅压调制。通过结合宽带红外同步辐射与散射式近场光学显微镜，我们在hBN的剩余射线带内激发HP3波，并观测到其在空气-金结面形成的面内异质界面处的定向传播。通过调节石墨烯与金之间的栅压可实现HP3杂化调控——该过程改变了连续态石墨烯等离激元与分立态hBN双曲声子极化激元的耦合，我们将其解释为扩展型法诺模型。这是首次实现对极化激元传播的调控，包括提出打破HP3模式反射/透射对称性的理论方法。本发现增强了对G-hBN及相关双曲超材料纳米结构中极化激元的控制程度，为片上纳米光子通信与计算提供了新见解。
关键词： 极化激元学、纳米光子学、石墨烯/氮化硼、近场光学、混合极化激元、同步辐射红外
更新于2025-09-24 04:25:48
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氮化硼/磺化聚噻吩复合电催化剂作为染料敏化太阳能电池的无TCO和铂对电极：弱光下效率达21%
摘要： 氮化硼（BN）作为一种新型非金属电催化剂被引入染料敏化太阳能电池（DSSC）的对电极。通过采用磺化聚(3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-2,5-二基)噻吩（s-PT）导电粘合剂，采用低成本的滴涂法成功将BN/s-PT复合薄膜包裹在柔性碳布（CC）基底的每根碳纤维（CF）上。CC中的每根CF提供了一维电子传输核心，而包裹的BN/s-PT复合薄膜则作为介孔电催化外壳。与原始BN和原始s-PT电极相比，由于BN纳米颗粒和s-PT粘合剂的协同效应，BN/s-PT复合薄膜的电化学和阻抗性能得到了极大提升；前者提供了大的活性表面积和高本征异质速率常数，后者形成了快速的电子传输矩阵。当BN/s-PT溶液中BN的重量百分比适当时，与BN/s-PT复合对电极耦合的最佳DSSC在1个太阳光强下表现出良好的电池效率（η）为9.21%，显示出替代昂贵铂（8.11%）的巨大潜力。在弱光环境（即T5荧光照明）下，DSSC达到了吸引人的η值：6000勒克斯时为21.02%，3000勒克斯时为19.52%，1000勒克斯时为17.48%。
关键词： 氮化硼，染料敏化太阳能电池，弱光，磺化聚噻吩，对电极
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于量子点-二氧化硅-氮化硼纳米片组装体的高效热稳定量子点发光二极管
摘要： 二氧化硅包覆能有效提升量子点（QDs）对水和氧的耐受性。然而QDs-SiO?复合材料热导率低且易产生热积聚，导致光电器件在高功率下出现显著的荧光猝灭现象。本研究开发出一种三明治结构的QDs-SiO?-BN纳米片组装材料（QDs-SiO?-BNAs），用于降低LED中量子点的热猝灭并增强其稳定性。该材料通过将QDs-SiO?嵌入逐层组装的BN纳米片夹层制备而成，其中BN纳米片经二氧化硅预包覆处理以强化与QDs-SiO?的相互作用。这种组装结构使量子点兼具快速散热和双重空气防护功能。采用QDs-SiO?-BNAs直接芯片封装制备的中功率量子点转换LED（QD-LEDs），在0.5W功率下较传统QD-LEDs降温44.2℃。老化测试显示，持续驱动250小时后器件仅衰减1.2%。该QD-LEDs还通过85℃/85%RH环境下一周的可靠性测试，色坐标偏移<±0.01，证实QDs-SiO?-BNAs在LED照明与显示应用中的巨大潜力。
关键词： 稳定性、量子点、氮化硼、组装、发光二极管
更新于2025-09-12 10:27:22