O monocristal de nitreto de boro hexagonal (hBN) de qualidade para dispositivos é um material cristalino em camadas de qualidade ultra-elevada, concebido para as tecnologias eletrónicas, fotónicas e quânticas de próxima geração. Produzidos através de um processo proprietário de crescimento de cristais à pressão atmosférica, estes cristais únicos à escala milimétrica apresentam uma integridade estrutural excecional, baixa densidade de defeitos e propriedades dielétricas e óticas notáveis.
Sendo um dos materiais de van der Waals mais importantes, o hBN funciona como um substrato e uma camada de encapsulamento ideais para o grafeno e outros materiais bidimensionais. A sua superfície atomicamente plana, a sua inércia química e a sua ampla banda proibida tornam-no indispensável na fabricação de dispositivos eletrónicos de alto desempenho e de plataformas de investigação avançadas.
Estudos independentes demonstraram que os dispositivos de grafeno fabricados nestes cristais atingem mobilidades de portadores comparáveis ou superiores às obtidas com materiais de hBN de referência internacionalmente reconhecidos.
Caraterísticas do produto
Qualidade cristalina ultra-elevada
O material apresenta larguras de linha Raman estreitas e grandes regiões de domínio único, o que indica uma excelente perfeição cristalina e um número mínimo de defeitos estruturais.
Substrato ideal para materiais 2D
O hBN proporciona uma interface atomicamente lisa e isenta de contaminação, reduzindo a dispersão de carga e melhorando o transporte eletrónico no grafeno e noutros materiais em camadas.
Excelente isolamento elétrico
Com um campo de ruptura dielétrica que se aproxima dos 1,64 V/nm, o hBN é amplamente utilizado como camada isolante de alto desempenho em dispositivos nanoeletrónicos.
Propriedades óticas do ultravioleta profundo
O cristal apresenta uma emissão intrínseca na extremidade da banda, perto dos 215 nm, o que o torna interessante para a fotónica no UV profundo e para a investigação optoeletrónica.
Domínios monocristalinos de grande área
Os cristais típicos apresentam dimensões laterais superiores a 1 mm e mantêm grandes áreas utilizáveis, adequadas para a exfoliação e a fabricação de dispositivos.
Especificações técnicas
| Item | Especificação |
|---|---|
| Material | Nitreto de boro hexagonal (hBN) |
| Estrutura cristalina | Monocristal |
| Nota | Nível do dispositivo |
| Método de crescimento | Técnica proprietária de crescimento à pressão atmosférica |
| Forma cristalina | Cristal a granel |
| Dimensão lateral típica | ≥ 1 mm |
| Condição da superfície | Aspetos do crescimento natural |
| Embalagem | Porta-chips |
| Quantidade | 5–10 cristais por embalagem |
Propriedades eléctricas
| Parâmetro | Valor típico |
| Resistência à ruptura dielétrica | 1,64 ± 0,06 V/nm |
Propriedades óticas
| Parâmetro | Valor típico |
| Emissão no limite da banda UV | ~215 nm |
| Desempenho de luminescência | Tecnologia de ponta |
| Transparência ótica | Elevado |
Características do Raman
| Parâmetro | Valor típico |
| Largura no meio da altura (FWHM) do Raman de E₂g | 7,88 cm⁻¹ |
Desempenho do dispositivo de referência
| Parâmetro | Valor típico |
| Mobilidade do grafeno (300 K) | ~80 000 cm²/V·s |
| Densidade de portadores | 1 × 10¹² cm⁻² |
Aplicações
Fabrico de dispositivos de grafeno
O hBN é o substrato e o material de encapsulamento preferidos para transístores de grafeno de alta mobilidade, dispositivos de Hall, sensores e estruturas de transporte quântico.
Heterostruturas de Van der Waals
O cristal é amplamente utilizado na montagem de heteroestruturas em camadas que envolvem grafeno, MoS₂, WS₂, WSe₂ e outros materiais bidimensionais.
Eletrónica Quântica
Os investigadores utilizam hBN de qualidade para dispositivos em estudos sobre sistemas de eletrões correlacionados, supercondutividade, materiais moiré e tecnologias de informação quântica.
Nanofotónica
A sua capacidade de suportar polaritões de fonões torna o hBN um material atraente para o confinamento ótico à escala nanométrica e para o desenvolvimento de dispositivos fotónicos.
Optoeletrónica de UV profundo
As características intrínsecas de emissão de luz ultravioleta do hBN permitem a sua utilização em fontes de luz UV, detetores e sistemas óticos avançados.
Vantagens em relação aos materiais hBN convencionais
Em comparação com o nitreto de boro policristalino e com cristais de qualidade inferior, o hBN de qualidade para dispositivos oferece:
- Domínios monocristalinos de maiores dimensões
- Menor concentração de impurezas
- Densidade de defeitos reduzida
- Maior rigidez dielétrica
- Melhoria da mobilidade dos portadores no grafeno
- Desempenho ótico superior
- Maior reprodutibilidade para aplicações de investigação
Estas vantagens tornam o hBN de qualidade para dispositivos um material essencial para a investigação de ponta no domínio dos semicondutores e da tecnologia quântica.
Personalizações disponíveis
Estão disponíveis soluções personalizadas com base nos requisitos do cliente, incluindo:
- Seleção do tamanho dos cristais
- Triagem de cristais para fins de investigação
- Fornecimento de cristais de grande domínio
- Opções de embalagem especializadas
- Apoio à caracterização de materiais
FAQ
O que distingue o hBN de qualidade para dispositivos do nitreto de boro padrão?
O hBN de qualidade para dispositivos é um monocristal de alta qualidade especificamente otimizado para o fabrico de dispositivos eletrónicos e fotónicos, oferecendo uma densidade de defeitos significativamente mais baixa e um desempenho elétrico superior.
Por que é que o hBN é frequentemente utilizado com o grafeno?
A sua superfície atomicamente plana e eletricamente isolante minimiza a dispersão de carga e permite que o grafeno atinja uma mobilidade de portadores excepcionalmente elevada.
O hBN pode ser utilizado na investigação de dispositivos quânticos?
Sim. O hBN é um dos materiais mais utilizados em estudos sobre transporte quântico, heteroestruturas de van der Waals e tecnologias quânticas emergentes.
Este material é adequado para esfoliação?
Sim. A estrutura cristalina em camadas permite a esfoliação mecânica de flocos de alta qualidade para a fabricação de dispositivos e para a investigação científica.
Que setores utilizam o hBN de qualidade para dispositivos?
Este material é utilizado principalmente na investigação sobre semicondutores, computação quântica, nanofotónica, ciência dos materiais avançada e em laboratórios de investigação universitários em todo o mundo.
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