应用Ar离子束对黑磷进行层数可控的减薄研究

本文摘要：Blackphosphorus（BP，黑磷）是纳米电子器件应用于中最不受注目的2D（二维）层状材料之一，其独有的性质还包括，根据其层数而变化的频带隙能量，随着层数的增加，变化范围可从0.3eV（块体）到2.0eV（单层）。一般来说，还包括BP在内的2D层状材料在制备方面，由于时间、温度等工艺因素，都具备一定的局限性，BP在空气中极不平稳，因此，其从块体材料到2D层状材料的加工，必须使用一定的减薄技术来掌控减薄的厚度。

Blackphosphorus（BP，黑磷）是纳米电子器件应用于中最不受注目的2D（二维）层状材料之一，其独有的性质还包括，根据其层数而变化的频带隙能量，随着层数的增加，变化范围可从0.3eV（块体）到2.0eV（单层）。一般来说，还包括BP在内的2D层状材料在制备方面，由于时间、温度等工艺因素，都具备一定的局限性，BP在空气中极不平稳，因此，其从块体材料到2D层状材料的加工，必须使用一定的减薄技术来掌控减薄的厚度。据麦姆斯咨询报导，韩国成均馆大学（SungkyunkwanUniversity）先进设备材料科学与工程学院的JinWooPark等研究人员，使用了一种掌控Ar+（氩离子）离子束方案，展开了BP层掌控减薄研究。通过使用45–48eV的几近单能离子能量的Ar+离子束，BP可以以大约0.55nm/min的速度减薄至双层BP，并且会引发表面坚硬，或转变表面的化学键状态。

同时，Ar+离子束还能除去原料BP上的BP氧化物。利用减薄的双层~10层BP生产的2DBP场效应晶体管（FET），展现了与那些完整BP场效应晶体管相近的电学性能。实验结果表明单能离子能量的Ar+离子束减薄工艺，未伤害2D层状BP材料的电学性能。

该研究成果公开发表于2017年10月16日刊出的《JournalofMaterialsChemistryC》。北京埃德万斯离子束研究所股份有限公司自律研发的AdvancedLKJ系列离子束光刻系统，为标准化离子束光刻系统，除了可展开传统微纳结构光刻外，还可实现离子束清除、材料表面打磨和材料减薄等功能，还可实现化学辅助离子束光刻（CAIBE）与反应离子束光刻（RIBE）。

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