Hexagonales Bornitrid (hBN)-Einkristall in Gerätequalität ist ein hochqualitatives Schichtkristallmaterial, das speziell für elektronische, photonische und Quantentechnologien der nächsten Generation entwickelt wurde. Diese im Millimeterbereich großen Einkristalle werden mittels eines firmeneigenen Kristallzüchtungsverfahrens bei Atmosphärendruck hergestellt und zeichnen sich durch eine außergewöhnliche strukturelle Integrität, eine geringe Defektdichte sowie hervorragende dielektrische und optische Eigenschaften aus.
Als eines der wichtigsten van-der-Waals-Materialien eignet sich hBN ideal als Substrat und Einkapselungsschicht für Graphen und andere zweidimensionale Materialien. Dank seiner atomar glatten Oberfläche, seiner chemischen Inertheit und seiner großen Bandlücke ist es für die Herstellung von Hochleistungs-Elektronikbauteilen und fortschrittlichen Forschungsplattformen unverzichtbar.
Unabhängige Studien haben gezeigt, dass auf diesen Kristallen hergestellte Graphenbauelemente Ladungsträgermobilitäten erreichen, die mit denen international anerkannter hBN-Referenzmaterialien vergleichbar sind oder diese sogar übertreffen.
Produktmerkmale
Extrem hohe Kristallqualität
Das Material weist schmale Raman-Linienbreiten und ausgedehnte Ein-Domänen-Bereiche auf, was auf eine hervorragende Kristallperfektion und minimale Strukturdefekte hindeutet.
Ideales Substrat für 2D-Materialien
hBN bietet eine atomar glatte und verunreinigungsfreie Grenzfläche, wodurch die Ladungsverteilung verringert und der Elektronentransport in Graphen und anderen Schichtmaterialien verbessert wird.
Hervorragende elektrische Isolierung
Mit einem dielektrischen Durchschlagfeld von nahezu 1,64 V/nm wird hBN häufig als hochleistungsfähige Isolierschicht in nanoelektronischen Bauelementen eingesetzt.
Optische Eigenschaften im tiefen Ultraviolettbereich
Der Kristall weist eine intrinsische Bandkantenemission bei etwa 215 nm auf, was ihn für die Forschung im Bereich der Tief-UV-Photonik und der Optoelektronik interessant macht.
Großflächige Einkristalldomänen
Typische Kristalle weisen seitliche Abmessungen von mehr als 1 mm auf und verfügen über große nutzbare Bereiche, die sich für die Exfoliation und die Herstellung von Bauelementen eignen.
Technische Daten
| Artikel | Spezifikation |
|---|---|
| Material | Hexagonales Bornitrid (hBN) |
| Kristallstruktur | Einkristall |
| Note | Geräteklasse |
| Anbaumethode | Eigenentwickeltes Wachstum bei Atmosphärendruck |
| Kristallform | Kristalle in Großmengen |
| Typische Seitenabmessung | ≥ 1 mm |
| Oberflächenbeschaffenheit | Aspekte des natürlichen Wachstums |
| Verpackung | Chip-Träger |
| Anzahl | 5–10 Kristalle pro Packung |
Elektrische Eigenschaften
| Parameter | Typischer Wert |
| Durchschlagfestigkeit | 1,64 ± 0,06 V/nm |
Optische Eigenschaften
| Parameter | Typischer Wert |
| Emission am Rand des UV-Bands | ~215 nm |
| Lumineszenzleistung | auf dem neuesten Stand der Technik |
| Optische Transparenz | Hoch |
Raman-Eigenschaften
| Parameter | Typischer Wert |
| E₂g-Raman-FWHM | 7,88 cm⁻¹ |
Leistung des Referenzgeräts
| Parameter | Typischer Wert |
| Mobilität von Graphen (300 K) | ~80.000 cm²/V·s |
| Trägerdichte | 1 × 10¹² cm⁻² |
Anwendungen
Herstellung von Graphen-Bauelementen
hBN ist das bevorzugte Substrat und Einkapselungsmaterial für Graphen-Transistoren mit hoher Mobilität, Hall-Bauelemente, Sensoren und Quantentransportstrukturen.
Van-der-Waals-Heterostrukturen
Der Kristall findet breite Anwendung bei der Herstellung von geschichteten Heterostrukturen aus Graphen, MoS₂, WS₂, WSe₂ und anderen zweidimensionalen Materialien.
Quantenelektronik
Forscher nutzen hBN in Gerätequalität bei Untersuchungen zu korrelierten Elektronensystemen, Supraleitung, Moiré-Materialien und Quanteninformationstechnologien.
Nanophotonik
Aufgrund seiner Fähigkeit, Phonon-Polaritonen zu unterstützen, ist hBN ein attraktives Material für die optische Einschränkung im Nanobereich und die Entwicklung photonischer Bauelemente.
Tief-UV-Optoelektronik
Die intrinsischen Eigenschaften der Ultraviolett-Emission von hBN ermöglichen Anwendungen in UV-Lichtquellen, Detektoren und hochentwickelten optischen Systemen.
Vorteile gegenüber herkömmlichen hBN-Werkstoffen
Im Vergleich zu polykristallinem Bornitrid und Kristallen geringerer Qualität bietet hBN in Bauelementqualität folgende Vorteile:
- Größere Einkristallbereiche
- Geringere Verunreinigungskonzentration
- Geringere Fehlerdichte
- Höhere Durchschlagfestigkeit
- Verbesserte Ladungsträgerbeweglichkeit von Graphen
- Hervorragende optische Leistung
- Bessere Reproduzierbarkeit für Forschungsanwendungen
Diese Vorteile machen hBN in Gerätequalität zu einem entscheidenden Werkstoff für die Spitzenforschung im Bereich der Halbleiter- und Quantentechnologie.
Mögliche Anpassungen
Je nach Kundenanforderungen sind maßgeschneiderte Lösungen verfügbar, darunter:
- Auswahl der Kristallgröße
- Kristall-Screening in Forschungsqualität
- Lieferung von Kristallen mit großem Domänenbereich
- Spezielle Verpackungsoptionen
- Unterstützung bei der Materialcharakterisierung
FAQ
Wodurch unterscheidet sich hBN in Gerätequalität von herkömmlichem Bornitrid?
hBN in Gerätequalität ist ein hochwertiger Einkristall, der speziell für die Herstellung elektronischer und photonischer Bauelemente optimiert wurde und sich durch eine deutlich geringere Defektdichte sowie hervorragende elektrische Eigenschaften auszeichnet.
Warum wird hBN häufig in Verbindung mit Graphen verwendet?
Seine atomar glatte und elektrisch isolierende Oberfläche minimiert die Ladungsstreuung und ermöglicht es Graphen, eine außergewöhnlich hohe Ladungsträgermobilität zu erreichen.
Kann hBN in der Forschung an Quantenbauelementen eingesetzt werden?
Ja. hBN ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien für Untersuchungen zum Quantentransport, für van-der-Waals-Heterostrukturen und für neue Quantentechnologien.
Eignet sich das Material zum Peeling?
Ja. Die geschichtete Kristallstruktur ermöglicht die mechanische Exfoliation hochwertiger Flocken für die Geräteherstellung und die wissenschaftliche Forschung.
In welchen Branchen wird hBN in Gerätequalität eingesetzt?
Das Material wird vor allem in der Halbleiterforschung, der Quanteninformatik, der Nanophotonik, der modernen Materialwissenschaft sowie in universitären Forschungslabors weltweit eingesetzt.
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