华南师范大学徐小志教授和北京大学刘开辉教授合作，在低维单晶材料生长方面取得重要进展，实现了在各种绝缘衬底上制备英寸大小的单层单晶氮化硼。该研究成果以“Stamped production of single-crystal hexagonal boron nitride monolayers on various insulating substrates”为题，于2023年10月12日在线发表在《Nature Communications》上。 由于二维（2D）材料具有更小的尺寸、更高的速度和优越的电学性能，基于全2D材料的器件可能会在未来的半导体行业中带来新的应用。在过去的十年中，人们制备单晶2D导体、半导体和绝缘体方面取得了很大的进展。但是，由于缺少金属催化作用，单晶石墨烯与氮化硼在绝缘衬底上的合成一直以来是一个巨大的挑战。目前，单晶氮化硼在绝缘衬底上的可控生长已成为制约全2D材料基器件发展的一大障碍。 在这项工作中，研究组报道了一种利用相互作用调制二维材料在绝缘衬底上制备的新机理，实现了厘米级单层单晶六方氮化硼的外延制备。这一生长机理的关键物理思想在于：高温下铜箔和衬底的距离会逐渐从百微米量级减小到原子尺度，这种效应会导致铜箔下表面生长的氮化硼或者石墨烯与衬底的间距逐渐减小到原子量级，在该尺度下氮化硼/石墨烯与衬底会有很强的相互吸引力，从而保证除去铜箔后还能完整保留氮化硼/石墨烯薄膜。因此，无论绝缘衬底的类型或结晶度如何，都可以通过类印章工艺去除铜箔来获得单晶氮化硼/石墨烯薄膜。这项工作将有望促进全单晶2D材料基器件的制造过程及其应用。
