Croissance de Nitrure de Bore hexagonal 2D de haute qualité sur un catalyseur métal liquide

Les matériaux bidimensionnels (2D) sont des cristaux d’un ou de quelques atomes d’épaisseur présentant une grande stabilité et des propriétés physiques régies par un confinement quantique extrême. En raison de sa structure cristalline unique, le graphène présente une pléthore de phénomènes électroniques non conventionnels. Le nitrure de bore hexagonal (h-BN) partage le même réseau cristallin mais présente des propriétés différentes. Par exemple, c’est un semi-conducteur à large bande interdite qui peut servir de matériau hyperbolique dans l’infrarouge et qui présente des défauts permettant de concevoir des sources de lumière quantiques. En outre, c’est le matériau diélectrique idéal pour encapsuler des matériaux 2D fragiles, préservant ainsi leurs propriétés, ce qui permet de construire des matériaux artificiels multifonctionnels constitués d’empilements de matériaux 2D.

Cependant, l’élaboration de h-BN 2D d’épaisseur contrôlée et de haute qualité structurelle reste un défi, même en utilisant la méthode de synthèse par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) la plus avancée. Récemment, nous avons démontré que le graphène de la plus haute qualité peut être élaboré sur de grandes surfaces par CVD en utilisant un substrat catalyseur métallique liquide plutôt que solide. Nous avons optimisé la croissance in situ et en temps réel en combinant quatre techniques autour d’un réacteur CVD dédié : diffraction et réflectivité des rayons X synchrotron, microscopie optique et spectroscopie Raman. Nous proposons ici d’appliquer la même approche à l’élaboration de h-BN.

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