六方氮化硼具有与石墨烯类似的结构。其具有约5.9 e V的宽带隙,具有良好的介电性质。其绝佳的绝缘性可以用于高性能二维半导体器件,可以有效地减少二维半导体器件中的电荷散射。单层或少层六方氮化硼是高性能二维材料器件衬底、栅极绝缘体或隧穿层的最佳选择之一。六方氮化硼也具有优良的光学特性。其在深紫外探测器、发射器和中子探测器方面也有广泛的应用前景。目前阻碍六方氮化硼研究发展的主要问题是其高质量单晶生长制备的问题。由于六方氮化硼熔点非常高且蒸气压低,导致通常环境条件下的高质量单晶生长有较大的困难。本文着眼于大块六方氮化硼单晶体材料的生长问题,以常压下金属熔剂法为基础,即原料在高温下溶于金属,再缓慢降温使晶体生长于金属表面的方法,研究制备高质量、大尺寸的六方氮化硼单晶体材料的方法和技术。主要结果如下:1、以镍-铬合金作为基础金属熔剂,成功生长出六方氮化硼单晶。初步表征了实验结果及性质,验证了金属熔剂法可行性。在此基础上改善了实验中各项影响因素如设备调整,原料选取等。同时探索了样品处理方法如:单晶厚度测量方法,单晶剥离及转移方法等。2、改善实验体系以提高晶体产量:采用在实验体系中掺入适量碳粉、增大原料用量、改善降温方式等方法,提高了晶体产量和质量,并且验证了该方法可稳定高效地用于多种金属熔体体系。1.8%的碳添加量可以明显改进晶体的产量。3、尝试采用如钴-铬、镍-钨、钴-钨、301不锈钢合金等多种合金熔剂体系,探索更多可能的晶体生长金属熔剂体系,生长出大尺寸高质量单晶,其中使用301不锈钢合金生长的晶体尺寸最大可达1.2 cm。4、探索和讨论了晶体生长的微观机理,提出了可能的晶体生长模型,为后续研究提供了新的思路。本论文在晶体生长的研究过程中结合了多种表征和分析方法如SEM、TEM、RAMAN、XRD、EELS等,用于研究所生长晶体的质量。经过大量实验以及系列优化和研究,最后获得的六方氮化硼单晶质量高,尺寸大,可满足各种应用场景,同时本工作也为六方氮化硼材料本身性质的研究提供了更多可能。