纳米尺度砷化硼的超大拉伸弹性（英文）

作者：李鹏辉; 郝晓宽; 卢盛林; 王林妍; 熊国钰; 仝柯; 段宇; 卜叶强; 高国英^*; 王宏涛; 徐波; 聂安民^*; 田非^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(04): 1675-1680.

砷化硼(BAs)是一种具有超高热导率的半导体,未来集成到功能器件会不可避免地承受外部应力,因此对BAs弹性和强度的研究非常紧迫.在这项工作中,我们从BAs单晶中制备了长度为1–3μm,宽度为100–300 nm的BAs纳米桥,并沿着[100],[101]和[111]取向进行了原位单轴拉伸试验.试验结果表明, BAs单晶纳米桥的拉伸弹性具有明显的取向依赖性,其中[100]取向纳米桥的拉伸应变高达9%,相应拉伸强度高达34.8 GPa.另外,我们从理论上探讨了拉伸应变对BAs电子结构和热输运的影响.结果表明,随着应变的增加, BAs的带隙会减小,晶格热导率显著降低.其中,若沿[111]方向发生12%的拉伸应变, BAs将由间接带隙转变为直接带隙半导体;而在相同应变量下,沿[100]方向的拉伸应变对BAs热导率的影响要显著低于[101]和[111]方向.这些发现为BAs的能带调控和热管理提供了重要的启示,如在实际器件中可通过“应变工程”实现BAs电和热的调控.

• 单位
  浙江大学; 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室; 中山大学