石墨烯要在电子学领域发挥重要作用还需要克服多项技术挑战，包括晶元级石墨烯薄膜制备和带隙调控等。本报告将介绍中科院上海微系统所在石墨烯晶元以及大晶畴AB堆垛双层石墨烯薄膜方面的研究进展。通过向具有适中碳固溶度的Cu85Ni15合金衬底局部提供碳源，我们成功实现单个晶核的制备，且整个石墨烯生长过程中石墨烯维持单核生长，且遵从一种全新的等温析出机制。固溶在合金衬底中的碳参加了表面石墨烯反应，大大提高了石墨烯的生长速度，仅需约2.5小时即可制备约1.5英才石墨烯单晶。石墨烯单晶晶元也可以通过在Ge（110）衬底上通过范德华外延获得。石墨烯岛边缘和Ge（100）面上原子台阶的点阵匹配和相互作用驱动石墨烯晶畴定向生长，多个石墨烯岛最终可实现无缝连接，形成晶元级石墨烯外延薄膜。通过在Cu85Ni15衬底上放置铜薄膜实现了大晶畴AB堆垛石墨烯的生长。通过Cu85Ni15衬底和铜蒸汽的协同效应，可实现双层石墨烯的快速生长，约10分钟晶畴尺寸达到约~ 300 m。铜蒸汽降低了第一层石墨烯的生长速度，而合金中固溶的碳大大提高了第二层石墨烯的生长速度，且两层呈AB堆垛关系。大晶畴双层石墨烯的成功制备主要是解决了第一和第二层石墨烯生长速度差距过大这一传统技术中制约双层石墨烯生长的关键技术瓶颈。我们还将简单介绍上海微系统所在制备边界可控石墨烯纳米带方面的最新进展。

　　石墨烯要在电子学领域发挥重要作用还需要克服多项技术挑战，包括晶元级石墨烯薄膜制备和带隙调控等。本报告将介绍中科院上海微系统所在石墨烯晶元以及大晶畴AB堆垛双层石墨烯薄膜方面的研究进展。通过向具有适中碳固溶度的Cu85Ni15合金衬底局部提供碳源，我们成功实现单个晶核的制备，且整个石墨烯生长过程中石墨烯维持单核生长，且遵从一种全新的等温析出机制。固溶在合金衬底中的碳参加了表面石墨烯反应，大大提高了石墨烯的生长速度，仅需约2.5小时即可制备约1.5英才石墨烯单晶。石墨烯单晶晶元也可以通过在Ge（110）衬底上通过范德华外延获得。石墨烯岛边缘和Ge（100）面上原子台阶的点阵匹配和相互作用驱动石墨烯晶畴定向生长，多个石墨烯岛最终可实现无缝连接，形成晶元级石墨烯外延薄膜。通过在Cu85Ni15衬底上放置铜薄膜实现了大晶畴AB堆垛石墨烯的生长。通过Cu85Ni15衬底和铜蒸汽的协同效应，可实现双层石墨烯的快速生长，约10分钟晶畴尺寸达到约~ 300 m。铜蒸汽降低了第一层石墨烯的生长速度，而合金中固溶的碳大大提高了第二层石墨烯的生长速度，且两层呈AB堆垛关系。大晶畴双层石墨烯的成功制备主要是解决了第一和第二层石墨烯生长速度差距过大这一传统技术中制约双层石墨烯生长的关键技术瓶颈。我们还将简单介绍上海微系统所在制备边界可控石墨烯纳米带方面的最新进展。