1.1.2　氮化硼

如圖1.6（a）所示，單層BN是B原子和N原子交替排列形成的類石墨烯的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)，相鄰B原子和N原子之間同樣通過(guò)sp²雜化形成σ共價(jià)鍵，鍵長(zhǎng)0.145nm。同樣，σ共價(jià)鍵賦予BN優(yōu)異的力學(xué)特性。美國(guó)萊斯大學(xué)（Rice University）的阿加亞（Pulickel M.Ajayan）等人通過(guò)納米壓痕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CVD法生長(zhǎng)的厚度約為1nm的BN薄片的斷裂強(qiáng)度為8.8N·m^-1，楊氏模量為0.2～0.3TPa，并通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)BN的斷裂強(qiáng)度和楊氏模量隨缺陷密度的增加而急劇下降^［48］。計(jì)算還發(fā)現(xiàn)BN同樣具有超強(qiáng)的韌性，斷裂應(yīng)變約為0.22，且不隨缺陷密度變化而變化^［48］。

圖1.6　BN原子結(jié)構(gòu)示意圖

不同于石墨烯，BN平面內(nèi)沒(méi)有可自由移動(dòng)的電子，具有優(yōu)異的電絕緣性，是一種禁帶寬度為5～6eV的絕緣體^［49］，室溫下，h-BN中載流子遷移率較低，僅為60cm²·V^-1·s^-1［50］，在紫外發(fā)光二極管等光電器件方面有廣闊的應(yīng)用前景。此外，h-BN片層內(nèi)具有較高的熱導(dǎo)率和較低的熱膨脹系數(shù)，是理想的散熱材料和高溫絕緣材料。

BN片層之間同樣以范德瓦爾斯作用耦合，但擇優(yōu)堆垛順序較石墨烯有所不同。石墨和FLG主要表現(xiàn)為AB堆垛，而B(niǎo)N主要表現(xiàn)為AA'堆垛。如圖1.6（b）所示，在AA'堆垛中，相鄰的BN片層朝向相反，B原子位于N原子之上，N原子位于B原子之上，沿垂直片層方向，B原子、N原子交替排列?；瘜W(xué)剝離法制備的BN也可能出現(xiàn)AB堆垛^［51］。在AB堆垛中，相鄰的BN片層朝向相同，第二層相對(duì)于第一層平移，第三層在第一層正上方。