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本论文主要研究了氟化六方氮化硼纳米片(F-BN)的合成及其光学、电学和磁学特性。此外，还讨论了它们在表面增强拉曼光谱(SERS)、场效应晶体管(FET)等领域的实际应用。主要成果总结如下:
提出了一种简单的两步机械化学方法，来剥离、氟化六方氮化硼纳米片(BN)。研究了氟的化学吸附对BN光学和磁性的影响。在实验中观察到，随着氟掺杂浓度的增加，BN的带隙从5eV降低到4.17eV，饱和磁化强度和矫顽力分别达到1.8322×10-3emu/g和157.25Oe。此外，实验结果表明在合成过程中，原子层的层数与吸附的氟原子氟化BN的能力直接相关。此外，与N-F键相比，硼缺陷位点在热力学上更稳定，更容易吸附氟原子以形成稳定的B-F键。我们考虑了六方氮化硼纳米片纳米结构中所有可能存在的氟缺陷，建立理论模型进行模拟，计算结果与实验观测结果高度吻合。氟化六方氮化硼纳米片的窄带隙特性、在室温下具有弱铁磁性的半导体特性，将扩展其在磁性、电子和纳米器件设计和制造中的应用。
设计了一种多层氟化六方氮化硼纳米片(F-BN)涂覆的金纳米粒子Au SERS活性基板。首先将离子溅射技术和快速退火技术结合来制备玻璃基板上的AuNP(AuNP/玻璃)。然后在AuNPs/玻璃基板上旋涂F-BN薄膜作为屏蔽层。对F-BN/AuNPs/glass SERS活性基底进行了热稳定性和化学稳定性测试。结果表明，在强化学和氧化环境下，FBN/AuNPs/玻璃基片的拉曼光谱性能比AuNPs/玻璃基片更稳定、更有效。此外，循环测试的结果表明，F-BN作为保护层，可以恢复AuNPs/玻璃SERS活性和基片的长期稳定性。基于密度泛函方法进行了理论计算，计算结果很好的支持了我们的实验结果，即与BN/玻璃相比，F-BN/玻璃基板对R6G分子具有更高的吸附能力。我们提出的多层F-BN被认为是一种出色的包装材料，可在AuNPs/玻璃基板上经济高效的制备出性能可靠SERS基板。它也可用于检测高温或极端酸性条件下的特殊传感分子，这些分子太复杂而无法通过常规SERS进行分析。因此，我们提出的这种策略将促进功能化BN/金属基SERS基板在多学科领域中的广泛使用。
研究了掺氟氮化硼纳米片(F-BN)的结构特性和电子传输特性，发现在背栅场效应晶体管(FET)中，由于氟的掺杂而表现出优异p型导电性。观察到漏极电流可以通过栅极进行调制，并随着施加的负栅极电压而显着增加，这表明空穴占主导地位。此外，理论计算还预测了费米能级上受体态的形成，这支持了实验中观测到的氟化h-BN表现出的p型半导体行为。从Ids-Vds曲线中提取了开关比、电阻率和空穴浓度等参数。我们的结果表明，这种新型的器件描述是揭示氟功能化BN特性的一种有价值的方法。
提出了一种简单的两步机械化学方法，来剥离、氟化六方氮化硼纳米片(BN)。研究了氟的化学吸附对BN光学和磁性的影响。在实验中观察到，随着氟掺杂浓度的增加，BN的带隙从5eV降低到4.17eV，饱和磁化强度和矫顽力分别达到1.8322×10-3emu/g和157.25Oe。此外，实验结果表明在合成过程中，原子层的层数与吸附的氟原子氟化BN的能力直接相关。此外，与N-F键相比，硼缺陷位点在热力学上更稳定，更容易吸附氟原子以形成稳定的B-F键。我们考虑了六方氮化硼纳米片纳米结构中所有可能存在的氟缺陷，建立理论模型进行模拟，计算结果与实验观测结果高度吻合。氟化六方氮化硼纳米片的窄带隙特性、在室温下具有弱铁磁性的半导体特性，将扩展其在磁性、电子和纳米器件设计和制造中的应用。
设计了一种多层氟化六方氮化硼纳米片(F-BN)涂覆的金纳米粒子Au SERS活性基板。首先将离子溅射技术和快速退火技术结合来制备玻璃基板上的AuNP(AuNP/玻璃)。然后在AuNPs/玻璃基板上旋涂F-BN薄膜作为屏蔽层。对F-BN/AuNPs/glass SERS活性基底进行了热稳定性和化学稳定性测试。结果表明，在强化学和氧化环境下，FBN/AuNPs/玻璃基片的拉曼光谱性能比AuNPs/玻璃基片更稳定、更有效。此外，循环测试的结果表明，F-BN作为保护层，可以恢复AuNPs/玻璃SERS活性和基片的长期稳定性。基于密度泛函方法进行了理论计算，计算结果很好的支持了我们的实验结果，即与BN/玻璃相比，F-BN/玻璃基板对R6G分子具有更高的吸附能力。我们提出的多层F-BN被认为是一种出色的包装材料，可在AuNPs/玻璃基板上经济高效的制备出性能可靠SERS基板。它也可用于检测高温或极端酸性条件下的特殊传感分子，这些分子太复杂而无法通过常规SERS进行分析。因此，我们提出的这种策略将促进功能化BN/金属基SERS基板在多学科领域中的广泛使用。
研究了掺氟氮化硼纳米片(F-BN)的结构特性和电子传输特性，发现在背栅场效应晶体管(FET)中，由于氟的掺杂而表现出优异p型导电性。观察到漏极电流可以通过栅极进行调制，并随着施加的负栅极电压而显着增加，这表明空穴占主导地位。此外，理论计算还预测了费米能级上受体态的形成，这支持了实验中观测到的氟化h-BN表现出的p型半导体行为。从Ids-Vds曲线中提取了开关比、电阻率和空穴浓度等参数。我们的结果表明，这种新型的器件描述是揭示氟功能化BN特性的一种有价值的方法。