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。

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。

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%。

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。

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。

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。

化学气相沉积法生长的单层石墨烯具有卓越的力学、热学和电学特性, 成为新一代纳米器件的首选材料。对石墨烯电子特性的理论研究有利于推动纳米器件的发展与应用。本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法, 系统地研究了石墨烯及石墨烯/氮化硼的电子结构特性。结果表明, 在高对称K点, 带隙为零。在50~400 K范围内, 由于费米面的电声子散射作用, 单层石墨烯的迁移率随着温度增加呈现显著下降趋势。此外, 通过对不同层间距的石墨烯/氮化硼结构的能带、态密度、电子密度等特性分析, 发现随着层间距增加, 能带间隙减小, 导带与价带间的能量差减小。随着原子个数的增加, 石墨烯/氮化硼超胞结构与原胞结构的带隙开度变化规律一致, 这对石墨烯基器件的结构设计具有一定的指导意义。

采用新型振荡压力烧结工艺(OPS)制备了h-BN陶瓷，研究了振荡压力对h-BN陶瓷烧结致密化以及晶粒生长的影响，并结合致密度、微观结构及断裂可靠性等因素，对不同烧结工艺下的氮化硼陶瓷的晶粒定向程度以及力学和热学性能进行了探究。研究表明：与采用热压烧结工艺(HP)制备的氮化硼陶瓷相比，采用OPS工艺制备的陶瓷表面更为致密，断面的晶粒定向排列逐渐清晰，高比例平行排列的片状BN晶粒能有效提高BN陶瓷的致密化程度。OPS试样的硬度、断裂韧性以及抗弯强度最高分别达到了0.31 GPa、1.09 MPa?m1/2和74.4 MPa，较相同烧结参数下的HP试样有了大幅提升。结合XRD谱计算出的晶粒定向排列数据可知，振荡压力的引入明显促进了氮化硼陶瓷的致密化烧结，断裂可靠性和热导率均获得了提高。