记者从华南师范年夜学得悉，我国科学家在叠层低维单晶材料制造方面获得主要进展，实现镍衬底上菱方相氮化硼叠层单晶的可控发展。相干研究5月2日颁发在《天然》。

六方氮化硼是极具潜力的下一代低维介电绝缘材料。菱方（ABC）堆垛叠层在保有六方氮化硼优良物理化学性质的同时，具有本征的滑移铁电性和非线性光学性质。年夜尺寸ABC堆垛叠层单晶的可节制备，是根本研究和实现其普遍利用的条件。但是，金属衬底快速发展的首层氮化硼薄膜对衬底催化发生屏障效应，阻碍后续层数的延续发展。

另外，多种（例如：ABC，AA'A和ABA）堆垛叠层六方氮化硼都具有较好的不变性，致使统一样品多种堆垛稠浊。是以，制备ABC堆垛叠层单晶必需基在更强的表界面彼此感化，同时，必需对外延衬底概况进行设计以与ABC堆垛原子构型相匹配，以发展均一堆垛。

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斜面台阶外延发展多层菱方氮化硼单晶的道理和制备流程。魏文娅 供图

研究人员提出基在衬底的面内、外协同调控机制，在单晶金属Ni衬底概况设计并制备具有斜面的高台阶，以有用调控叠层单晶的发展。他们操纵Ni（520）衬底概况降温聚合构成斜面高台阶，该类高台阶能在发展进程中协同调控并锁定ABC堆垛叠层六方氮化硼的面内晶格取向和面外滑移矢量，引诱ABC堆垛晶畴形核长年夜。基在该理论，成功在Ni（520）面制备具有精准ABC原子层堆垛的菱方氮化硼叠层单晶。理论计较同时证实非中间对称ABC堆垛会致使其层间电极化矢量在面外标的目的堆集，揭示出铁电性。

另外，叠层堆垛具有较小的层间滑移和极化翻转势垒，铁电畴的理论宽度约仅为10纳米，预示其作为高密度信息存储介质的潜力。尝试透射电镜原位不雅测成果进一步确认了ABC堆垛叠层的极化翻转源自层间滑移，同时基在压电响应力的扫描探针丈量发现ABC堆垛叠层具有高居里温度，还实现对其铁电畴区的写入和擦除操作。

上述研究由华南师范年夜学物理学院传授徐小志团队特聘研究员魏文娅与中国科学院物理研究所研究员白雪冬团队、北京年夜学传授刘开辉团队、西湖年夜学研究员郑小睿团队、中国科学院深圳进步前辈手艺研究院传授丁峰团队合作完成。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07286-3

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