英國倫敦時間5月22日，《自然》雜志發(fā)布的一篇論文稱，來自北京大學的科學家與合作者利用中心反演對稱性破缺襯底首次成功實現(xiàn)分米級二維六方氮化硼單晶的外延制備。這是繼米級石墨烯單晶成功制備之后，二維材料單晶生長領(lǐng)域又一重大進展。

二維材料的興起為電子，光電子和光伏領(lǐng)域的潛在應(yīng)用開辟了巨大的可能性，因為它們具有更小尺寸，更高速度和更新的功能。而大面積、高質(zhì)量的基礎(chǔ)二維單晶材料（二維導體石墨烯，二維半導體過渡金屬硫族化合物、黑磷等以及二維絕緣體六方氮化硼）制備，是二維器件規(guī)模化應(yīng)用的核心。其中，六方氮化硼（hBN）具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，表面平整無懸鍵，是已知最好的二維絕緣體。然而，單晶二維六方氮化硼的尺寸一直是納米材料領(lǐng)域一個巨大的挑戰(zhàn)，主要因為三重對稱的六方氮化硼晶格在常規(guī)金屬襯底表面外延生長會出現(xiàn)反向晶疇，從而導致大量缺陷晶界產(chǎn)生。北京大學劉開輝課題組與合作者經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，在通過特殊的退火工藝可以使工業(yè)銅箔轉(zhuǎn)化為與（110）晶面存在一定傾角的“鄰晶面”，并在該晶面上實現(xiàn)10×10cm2單晶六方氮化硼單層薄膜的外延生長。各種表征手段與理論計算的結(jié)果表明外延生長的關(guān)鍵是Cu

此前，對于絕大多數(shù)由兩種元素構(gòu)成的二維材料，一直難以實現(xiàn)規(guī)模化的單晶制備。本論文的研究成功將對其它二維材料的制備提供借鑒意義。

王理、徐小志、張磊寧、喬瑞喜為論文共同第一作者，劉開輝、丁峰、王竹君、白雪冬為論文通訊作者。該論文其他合作者包括：王恩哥、俞大鵬、江穎、張翼、吳施偉、高鵬、王文龍、李群仰、伍輝、MarcWillinger等。