Hexagonal boron nitride (h-BN) is a layered two-dimensional material with properties that make it promising as a dielectric in various applications. We report the growth of h-BN films on Ni foils from elemental B and N using molecular beam epitaxy. The presence of crystalline h-BN over the entire substrate is confirmed by Raman spectroscopy. Atomic force microscopy is used to examine the morphology and continuity of the synthesized films. A scanning electron microscopy study of films obtained using shorter depositions offers insight into the nucleation and growth behavior of h-BN on the Ni substrate. The morphology of h-BN was found to evolve from dendritic, star-shaped islands to larger, smooth triangular ones with increasing growth temperature.

1.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
2.
K. S.
Novoselov
,
D.
Jiang
,
F.
Schedin
,
T. J.
Booth
,
V. V.
Khotkevich
,
S. V.
Morozov
, and
A. K.
Geim
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
102
,
10451
(
2005
).
3.
C. R.
Dean
,
A. F.
Young
,
I.
Meric
,
C.
Lee
,
L.
Wang
,
S.
Sorgenfrei
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
P.
Kim
,
K. L.
Shepard
, and
J.
Hone
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
722
(
2010
).
4.
M.
Yankowitz
,
J.
Xue
,
D.
Cormode
,
J. D.
Sanchez-Yamagishi
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
P.
Jarillo-Herrero
,
P.
Jacquod
, and
B. J.
LeRoy
,
Nat. Phys.
8
,
382
(
2012
).
5.
W.
Gannett
,
W.
Regan
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
M. F.
Crommie
, and
A.
Zettl
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
242105
(
2011
).
6.
E.
Kim
,
T.
Yu
,
E.
Sang Song
, and
B.
Yu
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
262103
(
2011
).
7.
P.
Sutter
,
R.
Cortes
,
J.
Lahiri
, and
E.
Sutter
,
Nano Lett.
12
,
4869
(
2012
).
8.
L.
Liu
,
J.
Park
,
D. A.
Siegel
,
K. F.
McCarty
,
K. W.
Clark
,
W.
Deng
,
L.
Basile
,
J. C.
Idrobo
,
A.-P.
Li
, and
G.
Gu
,
Science
343
,
163
(
2014
).
9.
Z.
Liu
,
Y.
Gong
,
W.
Zhou
,
L.
Ma
,
J.
Yu
,
J. C.
Idrobo
,
J.
Jung
,
A. H.
MacDonald
,
R.
Vajtai
,
J.
Lou
, and
P. M.
Ajayan
,
Nat. Commun.
4
,
2541
(
2013
).
10.
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
, and
H.
Kanda
,
Nat. Mater.
3
,
404
(
2004
).
11.
K. K.
Kim
,
A.
Hsu
,
X.
Jia
,
S. M.
Kim
,
Y.
Shi
,
M.
Dresselhaus
,
T.
Palacios
, and
J.
Kong
,
ACS Nano
6
,
8583
(
2012
).
12.
T.
Sugino
and
T.
Tai
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
39
,
L1101
(
2000
).
13.
D.
Golberg
,
Y.
Bando
,
Y.
Huang
,
T.
Terao
,
M.
Mitome
, and
C.
Tang
,
ACS Nano
4
,
2979
(
2010
).
14.
A.
Nagashima
,
N.
Tejima
,
Y.
Gamou
,
T.
Kawai
, and
C.
Oshima
,
Phys. Rev. B
51
,
4606
(
1995
).
15.
Y.-H.
Lee
,
K.-K.
Liu
,
A.-Y.
Lu
,
C.-Y.
Wu
,
C.-T.
Lin
,
W.
Zhang
,
C.-Y.
Su
,
C.-L.
Hsu
,
T.-W.
Lin
,
K.-H.
Wei
,
Y.
Shi
, and
L.-J.
Li
,
RSC Adv.
2
,
111
(
2012
).
16.
W.
Auwärter
,
M.
Muntwiler
,
J.
Osterwalder
, and
T.
Greber
,
Surf. Sci.
545
,
L735
(
2003
).
17.
W.
Auwärter
,
H. U.
Suter
,
H.
Sachdev
, and
T.
Greber
,
Chem. Mater.
16
,
343
(
2004
).
18.
K. K.
Kim
,
A.
Hsu
,
X.
Jia
,
S. M.
Kim
,
Y.
Shi
,
M.
Hofmann
,
D.
Nezich
,
J. F.
Rodriguez-Nieva
,
M.
Dresselhaus
,
T.
Palacios
, and
J.
Kong
,
Nano Lett.
12
,
161
(
2012
).
19.
A.
Nagashima
,
N.
Tejima
,
Y.
Gamou
,
T.
Kawai
, and
C.
Oshima
,
Surf. Sci.
357–358
,
307
(
1996
).
20.
J.-H.
Park
,
J. C.
Park
,
S. J.
Yun
,
H.
Kim
,
D. H.
Luong
,
S. M.
Kim
,
S. H.
Choi
,
W.
Yang
,
J.
Kong
,
K. K.
Kim
, and
Y. H.
Lee
,
ACS Nano
8
,
8520
(
2014
).
21.
R.
Dahal
,
J.
Li
,
S.
Majety
,
B. N.
Pantha
,
X. K.
Cao
,
J. Y.
Lin
, and
H. X.
Jiang
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
211110
(
2011
).
22.
S.
Majety
,
J.
Li
,
W. P.
Zhao
,
B.
Huang
,
S. H.
Wei
,
J. Y.
Lin
, and
H. X.
Jiang
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
213505
(
2013
).
23.
N. R.
Glavin
,
M. L.
Jespersen
,
M. H.
Check
,
J.
Hu
,
A. M.
Hilton
,
T. S.
Fisher
, and
A. A.
Voevodin
,
Thin Solid Films
572
,
245
(
2014
).
24.
P.
Sutter
,
J.
Lahiri
,
P.
Zahl
,
B.
Wang
, and
E.
Sutter
,
Nano Lett.
13
,
276
(
2013
).
25.
P.
Sutter
,
J.
Lahiri
,
P.
Albrecht
, and
E.
Sutter
,
ACS Nano
5
,
7303
(
2011
).
26.
M. J.
Paisley
,
J. Vac. Sci. Technol., B
8
,
323
(
1990
).
27.
C. L.
Tsai
,
Y.
Kobayashi
,
T.
Akasaka
, and
M.
Kasu
,
J. Cryst. Growth
311
,
3054
(
2009
).
28.
S.
Reich
,
A.
Ferrari
,
R.
Arenal
,
A.
Loiseau
,
I.
Bello
, and
J.
Robertson
,
Phys. Rev. B
71
,
205201
(
2005
).
29.
R. V.
Gorbachev
,
I.
Riaz
,
R. R.
Nair
,
R.
Jalil
,
L.
Britnell
,
B. D.
Belle
,
E. W.
Hill
,
K. S.
Novoselov
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
A. K.
Geim
, and
P.
Blake
,
Small
7
,
465
(
2011
).
30.
A.
Pakdel
,
Y.
Bando
, and
D.
Golberg
,
Chem. Soc. Rev.
43
,
934
(
2014
).
31.
R. S.
Pease
,
Acta Crystallogr.
5
,
356
(
1952
).
32.
T. G.
Kollie
,
Phys. Rev. B
16
,
4872
(
1977
).
33.
X.
Li
,
W.
Cai
,
J.
An
,
S.
Kim
,
J.
Nah
,
D.
Yang
,
R.
Piner
,
A.
Velamakanni
,
I.
Jung
,
E.
Tutuc
,
S. K.
Banerjee
,
L.
Colombo
, and
R. S.
Ruoff
,
Science
324
,
1312
(
2009
).
34.
J. M.
Wofford
,
S.
Nie
,
K. F.
McCarty
,
N. C.
Bartelt
, and
O. D.
Dubon
,
Nano Lett.
10
,
4890
(
2010
).
35.
A. N.
Campbell
,
A. W.
Mullendore
,
C. R.
Hills
, and
J. B.
Vandersande
,
J. Mater. Sci.
23
,
4049
(
1988
).
36.
K. I.
Portnoi
,
V. M.
Romashov
,
V. M.
Chubarov
,
M. K.
Levinskaya
, and
S. E.
Salibekov
,
Sov. Powder Metall. Met. Ceram.
6
,
99
(
1967
).
37.
Y.
Liu
,
S.
Bhowmick
, and
B. I.
Yakobson
,
Nano Lett.
11
,
3113
(
2011
).
38.
P.
Sutter
and
E.
Sutter
,
APL Mater.
2
,
092502
(
2014
).
You do not currently have access to this content.