相同关键词【boron nitride】论文列表 -- 中国光学期刊网

作者单位

摘要

精准智能化学重点实验室中国科学技术大学高分子科学与工程系合肥 230026

环氧树脂（EP）及其复合材料在核工业中有着广泛的应用，对其辐射效应的研究可为开发耐辐射环氧树脂材料提供参考。本工作以四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯（TADE）/甲基六氢苯酐（MHHPA）体系为研究对象，以两种不同平均粒径（7.5 μm和757 nm）的氮化硼为填料制备氮化硼/环氧树脂复合材料。采用密度泛函理论（DFT）对环氧树脂交联结构的裂解方式进行了讨论，并研究了两种氮化硼/环氧树脂复合材料受不同吸收剂量的γ-射线辐照前后的力学性能和热稳定性能的变化规律。结果表明：环氧树脂交联点结构所包含的化学键中，异丙醇单元的C-C键键能最低，最易断裂，从而导致高分子交联网络被破坏。吸收剂量超过250 kGy时，环氧树脂及其复合材料的拉伸强度和热分解温度出现明显下降。辐照后的力学强度是BN粒径和添加量综合影响的结果，当吸收剂量达到1 100 kGy时，质量分数为3%的n-BN/EP的拉伸强度最大，其热分解温度也最高。因此，少量添加亚微米级尺寸的h-BN可以提升环氧树脂的耐辐射性能。本工作对耐辐射环氧树脂复合材料的开发具有理论和实践指导意义。

环氧树脂六方氮化硼辐射效应密度泛函理论裂解方式 Epoxy resin Hexagonal boron nitride Radiation effect Density functional theory Bond cleavage

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辐射研究与辐射工艺学报

2023, 41(5): 050202

遥感与传感器

基于钯修饰六方氮化硼的光纤氢气传感器封面文章

丁晖郭茂森 ^*徐浩东韩春阳陈宸

作者单位

摘要

西安交通大学电气工程学院，陕西西安 710049

氢气作为一种可持续、无污染的新型绿色能源，在现代工业中受到了广泛关注。但在存储和使用过程中，氢气容易发生泄漏并引发爆炸，因此对其体积分数进行检测非常重要。为此，提出一种基于钯（Pd）修饰六方氮化硼（hBN）薄膜的新型探针式光纤氢气传感器。讨论hBN薄膜的机械和光学特性，指出其作为Fabry-Perot（F-P）干涉仪反射膜在机械、光学、氢气吸附/脱附速度等领域所具有的显著技术优势；研究hBN表面敷Pd的工艺过程；设计以Pd修饰hBN薄膜为反射膜的光纤F-P腔结构并研究其制备工艺。实验结果表明，所设计的传感器在氢气体积分数为0.02%~0.5%时的检测灵敏度为0.58 pm/10^-6，对体积分数为0.1%的氢气的响应时间为60 s，且具有重复性好等特点。该传感器结构紧凑、耐腐蚀，在电力变压器油中氢气检测等方面具有潜在的技术优势。

传感器氢气体积分数氮化硼 Fabry-Perot干涉在线测量

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光学学报

2023, 43(22): 2228001

微纳光学

悬空石墨烯/六方氮化硼异质结焦耳热红外辐射器件的可控制备与光电性能研究（特邀）

刘强 ^1,2罗芳 ^1,2邓小江 ³朱梦剑 ^1,2[ ... ]秦石乔 ^1,2

作者单位

摘要

¹ 国防科技大学前沿交叉学科学院新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室，湖南长沙 410073

² 国防科技大学南湖之光实验室，湖南长沙410073

³ 中国人民解放军 31638部队，云南昆明 650100

石墨烯具有优异的光、电、热以及力学性质，而悬空石墨烯避免了衬底带来的褶皱、载流子散射和掺杂等影响因素，可以充分展现石墨烯的本征物理特性，因此在高性能石墨烯微电子和光电子器件研究中具有重要意义。然而，目前悬空石墨烯器件还存在着制备方法复杂、成品率低、性能不稳定等挑战。文中提出了一种利用六方氮化硼吸附石墨烯，将其定点转移到金属电极，制备悬空石墨烯焦耳热红外辐射器件的新方法。六方氮化硼对悬空石墨烯具有良好的支撑悬挂作用，有效提高了悬空石墨烯的力学稳定性，避免了坍塌、断裂等失效情况。真空热退火处理后悬空石墨烯的电阻降低到退火处理前的约六分之一，载流子迁移率比退火前提高了约18倍。当偏置电压为8 V时，拉曼光谱测试发现石墨烯温度为836 K，器件在955 nm波长处表现出强烈的红外辐射信号。

悬空石墨烯六方氮化硼真空退火焦耳热拉曼光谱红外辐射 suspended graphene hexagonal boron nitride vacuum annealing Joule heating Raman spectroscopy infrared radiation

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红外与激光工程

2023, 52(6): 20230218

新型薄膜材料

六方氮化硼外延生长研究进展

王高凯 ^1,2,*张兴旺 ^1,2

作者单位

摘要

¹ 中国科学院半导体研究所, 半导体材料科学重点实验室, 北京 100083

² 中国科学院大学, 材料与光电研究中心, 北京 100049

二维超宽禁带半导体材料六方氮化硼(h-BN)具有绝缘性好、击穿场强高、热导率高, 以及良好的稳定性等特点, 且其原子级平整表面极少有悬挂键和电荷陷阱的存在, 使其有潜力成为二维电子器件的衬底和栅介质材料。实现h-BN应用的关键在于生长高质量的h-BN单晶薄膜, 本文详细介绍了在过渡金属衬底、绝缘介质衬底和半导体材料表面外延生长h-BN的方法及其研究进展。在具有催化活性的过渡金属衬底(铜、镍、铁、铂等)上可以外延得到高质量的二维h-BN, 而在绝缘介质或半导体材料衬底上直接生长h-BN单晶薄膜更具挑战性。蓝宝石以其良好的热稳定性和化学稳定性成为外延h-BN的首选衬底, 蓝宝石衬底上生长h-BN薄膜的方法主要有化学气相沉积、分子束外延、离子束溅射沉积、金属有机气相外延, 以及高温后退火等, 通过这些方法可以在蓝宝石衬底上外延得到h-BN单晶薄膜, 还可以集成到现有的一些III-V族化合物半导体的外延生长工艺之中, 为h-BN的大面积应用奠定基础。此外, 石墨烯、硅和锗等半导体材料衬底上生长h-BN单晶薄膜也是当前研究的一个热点, 这为基于h-BN的异质结制备及其应用提供了新的方向。

六方氮化硼外延生长薄膜二维材料宽禁带半导体 hexagonal boron nitride epitaxial growth thin film two-dimensional material wide band gap semiconductor

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人工晶体学报

2023, 52(5): 825

稀土发光传感与探测新材料专题—研究论文

不同氮化温度下 h-BN对 Al2O3-C耐火材料显微结构与性能的影响

陈韬 ^*王杏刘正龙邓承继 [ ... ]祝洪喜

作者单位

摘要

武汉科技大学, 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉 430081

以电熔白刚玉、鳞片石墨、活性 α-Al2O3微粉、金属 Al粉和 Si粉为主要原料、h-BN (质量分数 0%、3%)为添加剂, 制备低碳 Al2O3-C耐火材料, 研究了不同氮化温度下添加 h-BN对 Al2O3-C耐火材料显微结构、物理性能以及抗氧化性能的影响。结果表明: 添加 h-BN促进了 SiC晶须的生成, 在 1 400℃氮化后添加 h-BN样品的常温耐压强度和常温抗折强度较未添加 h-BN样品分别提高了 6%和 10%；添加 h-BN样品的抗氧化性能得以显著提升, 其中 1 500℃氮化后添加 h-BN样品的抗氧化性能较未添加 h-BN样品提高了 21%。

六方氮化硼氮化温度低碳铝碳耐火材料抗氧化性能物理性能 hexagonal boron nitride nitriding temperature low-carbon aluminum carbon refractories oxidation resistance physical properties

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硅酸盐学报

2022, 50(12): 3305

“电子陶瓷材料及器件”专题

聚苯乙烯/六方氮化硼微波复合基板的制备与性能研究

田星宇 ¹彭海益 ²王晓龙 ¹方振 ¹[ ... ]林慧兴 ²

作者单位

摘要

¹ 西安工业大学光电工程学院, 陕西西安 100191

² 中国科学院上海硅酸盐研究所信息功能材料与器件研究中心, 上海 201899

针对高功率器件、高密度封装等微波通信领域对高性能微波复合基板的迫切需求, 该文提出了一种将双螺杆造粒和热压成型结合的新技术, 制备了以高抗冲聚苯乙烯(HIPS)为基体、六方氮化硼(h-BN)陶瓷为填料的高导热微波复合基板, 并对基板的显微结构、热学性能和介电性能进行了全面表征。结果表明, 采用大粒径(25 μm)的h-BN(h-BN25)比小粒径(5 μm)的h-BN(h-BN5)填充后更有利于提高复合基板的热导率(λ), 降低其介电损耗(tan δ)。随着h-BN25质量分数(w(h-BN25))从0增加至70%, HIPS/h-BN25微波复合基板的λ从0.13 W·m-1·K-1提高到7.43 W·m-1·K-1(面内)和2.55 W·m-1·K-1(面间), 分别是纯HIPS的57倍和20倍, 表明采用以上制备技术能实现h-BN在HIPS基体中的定向排列, 构建有效的面内导热网络。同时复合基板的tan δ由7.3×10-4降低至5.3×10-4(10 GHz下), 热膨胀系数α从93.8×10-6/K降至18.7×10-6/K。填充w(h-BN25)=70%的HIPS/ h-BN25微波复合基板综合性能优异, 10 GHz时, 其介电常数εr=3.9, tan δ=5.3×10-4, λ=7.43 W·m-1·K-1, α=18.7×10-6/K, 在微波通信领域具有良好的应用前景。

聚苯乙烯六方氮化硼热导率介电性能热压成型 polystyrene hexagonal boron nitride thermal conductivity dielectric property hot pressing molding

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压电与声光

2022, 44(4): 547

宽禁带半导体材料与器件专题

六方氮化硼中子探测器的研究进展

范子阳 ¹陈曦 ¹陈占国 ^1,*赵江滨 ²何高魁 ²

作者单位

摘要

¹ 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室，长春 130012

² 中国原子能科学研究院核技术综合研究所，北京 102413

六方氮化硼中子探测器具有泄漏电流小、体积小、响应速度快、探测效率高、对γ射线不灵敏等优点，有望取代传统的3He气体探测器和微结构半导体中子探测器而得到广泛应用。文章介绍了六方氮化硼中子探测器的原理，从制备工艺、探测器结构、探测器性能等方面综述了六方氮化硼中子探测器近年来的研究进展。

超宽禁带半导体六方氮化硼中子探测器探测效率 ultrawide bandgap semiconductor hexagonal boron nitride neutron detector detection efficiency

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半导体光电

2022, 43(3): 479

研究论文

Giant and light modifiable third-order optical nonlinearity in a free-standing h-BN film

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Jun Ren ^1,2Han Lin ^1,5,6Xiaorui Zheng ¹Weiwei Lei ³[ ... ]Baohua Jia ^1,5,6,*

Author Affiliations

Abstract

¹ Centre for Translational Atomaterials, School of Science, Computing and Engineering Technologies, Swinburne University of Technology, P. O. Box 218, Hawthorn, Victoria 3122, Australia

² School of Integrated circuits, Tsinghua University, Haidian, Beijing 100084, China

³ Institute for Frontier Materials, Deakin University, Geelong, Victoria 3216, Australia

⁴ Institute of Laser Engineering, Beijing University of Technology, Chaoyang, Beijing 100124, China

⁵ The Australian Research Council (ARC) Industrial Transformation Training, Centre in Surface Engineering for Advanced Materials (SEAM), Swinburne University of Technology, Hawthorn, Victoria 3122, Australia

⁶ School of Science, RMIT University, Melbourne, Victoria 3000, Australia

Recently, hexagonal boron nitride (h-BN) has become a promising nanophotonic platform for on-chip information devices due to the practicability in generating optically stable, ultra-bright quantum emitters. For an integrated information-processing chip, high optical nonlinearity is indispensable for various fundamental functionalities, such as all-optical modulation, high order harmonic generation, optical switching and so on. Here we study the third-order optical nonlinearity of free-standing h-BN thin films, which is an ideal platform for on-chip integration and device formation without the need of transfer. The films were synthesized by a solution-based method with abundant functional groups enabling high third-order optical nonlinearity. Unlike the highly inert pristine h-BN films synthesized by conventional methods, the free-standing h-BN films could be locally oxidized upon tailored femtosecond laser irradiation, which further enhances the third-order nonlinearity, especially the nonlinear refraction index, by more than 20 times. The combination of the free-standing h-BN films with laser activation and patterning capability establishes a new promising platform for high performance on-chip photonic devices with modifiable optical performance.

hexagonal boron nitride third-order nonlinearity laser oxidation optoelectronic device

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Opto-Electronic Science

2022, 1(6): 210013

综合评述

立方氮化硼的研究进展

刘彩云 ^*高伟殷红

作者单位

摘要

吉林大学超硬材料国家重点实验室，长春 130012

立方氮化硼(c-BN)作为闪锌矿面心立方结构的Ⅲ-Ⅴ族二元化合物，是第三代半导体中禁带宽度最大的材料，还具有高热导率、高硬度、耐高温、耐氧化、化学稳定性好、透光波长范围广、可实现p型或n型掺杂等一系列性能优点，不仅作为超硬磨料在各行业的加工领域有广泛的应用，而且作为极端电子学材料在大功率半导体和光电子器件等领域也具有潜在的应用价值，使其适用于高温、高功率、高压、高频以及强辐射等极端环境。本文综述了历年来国内外制备c-BN晶体和外延生长c-BN薄膜的发展历程，重点关注了生长技术进步和晶体质量提高的代表性成果，并对c-BN的机械性能、光学性能以及电学性能方面的研究进展进行阐述，最后对全文内容进行总结并对c-BN应用所面临的挑战进行展望。

立方氮化硼晶体外延生长超硬材料超宽禁带半导体 cubic boron nitride crystal epitaxial growth superhard material ultra-wide bandgap semiconductor

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人工晶体学报

2022, 51(5): 781

Quantum Optics and Quantum Information

Engineering of single-photon emitters in hexagonal boron nitride [Invited]

Download：1185次

Yijing Huang Zhibo Dang Xiao He Zheyu Fang ^*

Author Affiliations

Abstract

School of Physics, State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Academy for Advanced Interdisciplinary Studies, Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, and Nano-optoelectronics Frontier Center of Ministry of Education, Peking University, Beijing 100871, China

Quantum information technology requires bright and stable single-photon emitters (SPEs). As a promising single-photon source, SPEs in layered hexagonal boron nitride (hBN) have attracted much attention recently for their high brightness and excellent optical stability at room temperature. In this review, the physical mechanisms and the recent progress of the quantum emission of hBN are reviewed, and the various techniques to fabricate high-quality SPEs in hBN are summarized. The latest development and applications based on SPEs in hBN in emerging areas are discussed. This review focuses on the modulation of SPEs in hBN and discusses possible research directions for future device applications.

quantum emission single-photon emitter hexagonal boron nitride two-dimensional materials quantum nanophotonics

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Chinese Optics Letters

2022, 20(3): 032701

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