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利用飞秒激光对六方氮化硼掺杂改性的研究OA

Study on Property Modulationof Hexagonal Boron Nitride by Femtosecond Laser Doping

中文摘要英文摘要

为探究利用飞秒激光对六方氮化硼(hBN:hexagonal Boron Nitride)进行掺杂改性的可行性,使用低压化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上生长了 hBN薄膜,并在大气氛围下用飞秒激光辐照加工hBN薄膜.X射线光电子能谱分析结果表明,大气中的碳和氧杂质被掺入hBN中;随着激光能量密度的增加,hBN中的碳和氧杂质含量单调增加;氧和部分碳杂质主要占据hBN中的氮空位,分别作为施主和受主杂质,因此存在杂质补偿现象;随着碳杂质浓度的增加,其中有部分碳杂质以团簇或间隙原子形式存在.掺杂后的hBN样品的电阻率均显著降低,最高可降低至未掺杂样品的1/800.研究结果证明飞秒激光技术能用于对hBN的掺杂和电学性质的调控.

To explore the feasibility of using femtosecond lasers for doping and modification of hBN(hexagonal Boron Nitride),for hBN films growing on sapphire substrates low-pressure chemical vapor deposition is used.The films are then irradiated with femtosecond lasers in an atmospheric environment.X-ray photoelectron spectroscopy results indicate that carbon and oxygen impurities from the atmosphere are incorporated into the hBN.As the laser energy density increased,the contents of carbon and oxygen impurities in hBN monotonically increased.The oxygen and some of the carbon impurities mainly occupy nitrogen vacancies in the hBN,acting as donors and acceptorsing respectively,resulting in impurity compensation.With the increase in carbon concentration,some of the carbon impurities exist in the form of clusters or interstitial atoms.The resistivity of doped hBN samples significantly decreased,reaching up to 1/800 of that of undoped samples.These results demonstrate that femtosecond laser technology can be used for doping and controlling the electrical properties of hBN.

别林涛;刘晓航;王帅;朱俊杰;赵纪红;陈占国

吉林大学集成光电子全国重点实验室,长春 130012||吉林大学电子科学与工程学院,长春 130012吉林大学集成光电子全国重点实验室,长春 130012||吉林大学电子科学与工程学院,长春 130012吉林大学集成光电子全国重点实验室,长春 130012||吉林大学电子科学与工程学院,长春 130012吉林大学集成光电子全国重点实验室,长春 130012||吉林大学电子科学与工程学院,长春 130012吉林大学集成光电子全国重点实验室,长春 130012||吉林大学电子科学与工程学院,长春 130012吉林大学集成光电子全国重点实验室,长春 130012||吉林大学电子科学与工程学院,长春 130012

信息技术与安全科学

宽禁带半导体六方氮化硼飞秒激光激光加工

wide-bandgap semiconductorhexagonal boron nitridefemtosecond laserlaser processing

《吉林大学学报(信息科学版)》 2026 (1)

1-8,8

国家自然科学基金资助项目(62174066)

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