与石墨烯一样,二维氮化硼材料是今年发展起来的明星材料,它的结构与石墨烯非常类似,是石墨烯的等电子体,但石墨烯是一种零带隙的半导体材料,而二维氮化硼是一种宽带隙(5.9 eV)的绝缘体材料,在电学性质上两者截然不同。在我们前期的研究中发现石墨烯是一种拉曼信号的增强基底。作为其等电子体的二维氮化硼材料能不能作为拉曼信号的增强基底是本项目关注的一个重要问题。目前,单层或少层的二维氮化硼材料的制备也是采用与石墨烯类似的制备方法,即通过机械剥离的方法制备。但是这种低效的制备方法很难适应实际应用的需求。为此,本项目的主要目标就是1)发展大面积二维单层或少层氮化硼的化学气相沉积控制生长方法;2)探索单层或少层氮化硼在表面增强拉曼光谱中应用。
two dimensional boron nitride;surface-enhanced Raman scattering;chemical vapor deposition;enhancement mechanism;
与石墨烯一样,二维氮化硼材料是今年发展起来的明星材料,它的结构与石墨烯非常类似,是石墨烯的等电子体,但石墨烯是一种零带隙的半导体材料,而二维氮化硼是一种宽带隙(5.9 eV)的绝缘体材料,在电学性质上两者截然不同。在我们前期的研究中发现石墨烯是一种拉曼信号的增强基底。h-BN在结构上与石墨烯非常类似,但石墨烯是一种零带隙的半导体材料,而h-BN是一种宽带隙(5.9 eV)的绝缘体材料,在电学性质上两者截然不同。它能否作为拉曼散射信号的增强基底是我们关心的一个重要问题,同时,能否对拉曼散射增强机理的理解有所帮助?目前,单层或少层的二维氮化硼材料的制备也是采用与石墨烯类似的制备方法,即通过机械剥离的方法制备。但是这种低效的制备方法很难适应实际应用的需求。为此,本项目的主要目标是发展大面积二维单层或少层氮化硼的化学气相沉积控制生长方法;探索单层或少层氮化硼在表面增强拉曼光谱中应用;探索其它二维原子晶体材料的制备和增强拉曼散射研究。通过本项目的实施,我们在二维原子晶体材料的拉曼散射增强以及大面积二维半导体材料的生长方面取得一系列进展,包括(1)研究了单层氮化硼的化学增强机理,并比较了不同属性二维材料(石墨烯和MoS2)的拉曼增强;(2)研究了氮化硼和石墨烯上拉曼增强的首层效应;(3)研究了石墨烯拉曼增强的层数依赖关系和分子选择性;(4)研究了各向异性二维原子材料的拉曼散射增强效应;(5)在材料合成方面,发展了大面积带隙可调的MoS2(1-x)Se2x单层半导体合金材料的生长方法并研究了其拉曼散射效应。共发表论文22篇,申请专利1项,培养研究生6名。