바ン데르발스(van der Waals, vdW) 에피택시는 전통적인 기판 제약 없이 III-질화물 반도체를 성장시키는 유망한 경로를 제공한다. 이러한 독특한 기능 중 하나인 자발적 박리(spontaneous self-exfoliation)—성장된 층이 기판으로부터 자동으로 분리되는 현상—는 복잡한 제거 공정을 없애 소자 제작을 혁신할 수 있을 가능성이 있다. 그러나 이 현상을 제어하는 근본 메커니즘은 아직 불명확하여, 신뢰성 있는 구현을 어렵게 한다. 본 연구는 육방정계 질화붕소(h-BN) 템플릿 위에서 금속-유기 화학기상증착(metal–organic chemical vapor deposition, MOCVD)으로 성장한 질화갈륨(GaN) 박막의 자발적 박리를 조사하였고, h-BN의 구조적 건전성이 박리 거동을 좌우한다는 사실을 확인하였다. 최적화된 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN) 버퍼 전략(910 °C, 15 min)을 개발하였으며, 이는 이후 성장 동안 h-BN의 구조 건전성을 보호하는 것으로 입증되었다. 성장 조건에 따라 GaN 박막을 as-grown h-BN 및 전사된(transferred) h-BN 기판 위에서 각각 성장시킨 결과를 비교하면, 결정적인 차이가 나타났다. 즉, 자발적 박리는 as-grown h-BN에서만 발생하는 반면, 전사된 h-BN은 성장 중에 파괴되어 분리가 일어나지 않았다. 구동 메커니즘은 열팽창 차이에 의해 냉각 과정에서 압축 응력이 발생하며, 이는 h-BN의 약한 층간 결합을 초과하는 것으로 설명된다. 자발적으로 박리된 박막은 탁월한 응력 완화(잔류응력 <0.05 GPa)를 보였고 임의의 기판으로 성공적으로 전사되어, 플렉서블 전자소자, 마이크로 LED 디스플레이, 그리고 이종(heterogeneous) 통합을 포함한 응용에 활용될 수 있다.

표면에서 발생한 기포로 인해 기하학적 활동이 유의하게 향상되었으며, 특히 높은 전류 밀도에서 현저하였다. 또한 비특이 활동과 질량 활동을 모두 포함하는 내재적 활동도 개선되었다. 아울러 다공성이 매우 높은 Ni NRs에 의해 가능해진 초소수성(superaerophobicity)을, 최적 결합 능력을 갖는 Pt 및 Cr과 결합하여 전기촉매 성능을 추가로 최적화할 수 있음이 입증되었다.