Solution-Processed Dielectrics Based on Thickness-Sorted Two-Dimensional Hexagonal Boron Nitride Nanosheets

材料科学 电介质 纳米电子学 纳米技术 光电子学 石墨烯 化学气相沉积 纳米点 氮化硼
作者
Jian Zhu,Joohoon Kang,Junmo Kang,Deep Jariwala,Joshua D. Wood,Jung-Woo T. Seo,Kan‐Sheng Chen,Tobin J. Marks,Mark C. Hersam
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:15 (10): 7029-7036 被引量:110
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.5b03075
摘要

Gate dielectrics directly affect the mobility, hysteresis, power consumption, and other critical device metrics in high-performance nanoelectronics. With atomically flat and dangling bond-free surfaces, hexagonal boron nitride (h-BN) has emerged as an ideal dielectric for graphene and related two-dimensional semiconductors. While high-quality, atomically thin h-BN has been realized via micromechanical cleavage and chemical vapor deposition, existing liquid exfoliation methods lack sufficient control over h-BN thickness and large-area film quality, thus limiting its use in solution-processed electronics. Here, we employ isopycnic density gradient ultracentrifugation for the preparation of monodisperse, thickness-sorted h-BN inks, which are subsequently layer-by-layer assembled into ultrathin dielectrics with low leakage currents of 3 × 10–9 A/cm2 at 2 MV/cm and high capacitances of 245 nF/cm2. The resulting solution-processed h-BN dielectric films enable the fabrication of graphene field-effect transistors with negligible hysteresis and high mobilities up to 7100 cm2 V–1 s–1 at room temperature. These h-BN inks can also be used as coatings on conventional dielectrics to minimize the effects of underlying traps, resulting in improvements in overall device performance. Overall, this approach for producing and assembling h-BN dielectric inks holds significant promise for translating the superlative performance of two-dimensional heterostructure devices to large-area, solution-processed nanoelectronics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
WKY发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
7分运气完成签到,获得积分10
1秒前
小巧尔岚完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Jun完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
cm完成签到,获得积分10
2秒前
林媛媛完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
蒋若之发布了新的文献求助10
4秒前
蚂蚁完成签到,获得积分10
4秒前
十二应助乐观惜萱采纳,获得10
4秒前
cdercder应助乐观惜萱采纳,获得10
4秒前
胡图图完成签到,获得积分10
5秒前
SieuBeo给SieuBeo的求助进行了留言
5秒前
Y先生完成签到,获得积分10
5秒前
CodeCraft应助linlin采纳,获得10
5秒前
前景发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
枇杷膏完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
缥缈冰珍发布了新的文献求助10
7秒前
1111发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
天天向上完成签到,获得积分10
8秒前
于小鱼发布了新的文献求助10
8秒前
Starwalker应助唐慕晴采纳,获得50
9秒前
海绵宝宝与跳跳虎完成签到,获得积分10
9秒前
zzz完成签到 ,获得积分10
9秒前
alefa发布了新的文献求助10
10秒前
犹豫梦菡完成签到,获得积分10
10秒前
动听的靖琪完成签到,获得积分10
11秒前
000完成签到,获得积分10
12秒前
0011223344发布了新的文献求助30
12秒前
12秒前
高分求助中
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6789501
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8510815
关于积分的说明 18124778
捐赠科研通 6098690
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3021714
邀请新用户注册赠送积分活动 1998497
关于科研通互助平台的介绍 1986832