新技术或许产生无褶皱石墨烯

　　现有的CVD技术在石墨烯生长期间会形成很多褶皱，这会大大降低石墨烯材料的导热性和导电性，从而削弱了石墨烯电子器件的性能。近日消息，北京大学纳米化学中心刘忠范、彭海琳团队通研究出一种新的技术，通过精心设计的基板，可以生长出高质量的石墨烯，而不会产生常规生长过程中经常形成的麻烦的褶皱。该技术生长出的超平滑的石墨烯材料与通过常规方法生长的有褶皱的石墨烯相比电学性质大大改善。

　　理论上，原始石墨烯材料具有最高的电学、热学和机械性能，可用于制造快速、节能的电子和光学器件。但是在实践中，生长大量适用于高性能电子器件的单晶超平滑石墨烯是非常困难的。现有的CVD技术在石墨烯生长期间会形成很多褶皱，这会大大降低石墨烯材料的导热性和导电性，从而削弱了石墨烯电子器件的性能。

　　近日消息，北京大学纳米化学中心刘忠范、彭海琳团队通研究出一种新的技术，通过精心设计的基板，可以生长出高质量的石墨烯，而不会产生常规生长过程中经常形成的麻烦的褶皱。该技术生长出的超平滑的石墨烯材料与通过常规方法生长的有褶皱的石墨烯相比电学性质大大改善。相关成果发表在了《ACSNano》杂志上。（ACSNano2017，DOI：10.1021/acsnano.7b06196）。

　　现有的CVD技术一般使用铜箔作为生长基底以形成大的超薄石墨烯片。然而，北京大学纳米化学家彭海林及其同事猜测，石墨烯和铜生长基底之间的材料特性不匹配可能引起石墨烯褶皱的原因。石墨烯和铜（100）（通常用于生长它的铜的结晶形式）在给定的温度下以不同的速率膨胀，导致机械应变并引起起皱。所以，彭和他的同事们搜索了晶体结构更好的铜基板。他们现在报告说，生长在Cu（111）薄膜上的石墨烯非常光滑。更重要的是，它的电子迁移率是电流在材料中移动的一个衡量标准，可达11,000cm2V-1s-1。这是使用实际方法大面积生长的石墨烯达到的最高水平。该团队使用10厘米的蓝宝石晶片作为支撑，能够生长具有适当晶体结构的Cu（111）薄膜。石墨烯被转移后，铜-蓝宝石晶圆可以重新使用。彭说，这种方法可以与半导体行业使用的技术相兼容。下一步是制造。他说：“我们正努力实现这种无皱的单晶石墨烯的大规模生产。