化学气相沉积法（CVD）在晶圆尺度上生长单晶石墨烯对于实现石墨烯独特的性能至关重要。目前，实现单晶生长的策略可分为两类：第一种是通过促进横向生长从单个成核位点进行大的单晶粒生长；第二种则是通过在催化金属衬底上拼接排列的多个原子核进行生长。第一种策略的关键在于抑制多个成核位点来生长尽可能大的单晶石墨烯，然而，这种策略的主要缺点是生长过程通常需要很长的时间，并且产率较低。第二种策略则是通过晶粒拼接和合并以形成无晶界的单晶石墨烯。从该策略得到的单晶石墨烯显示出更好的性能，然而，不规则排列（如杂质）会破坏催化金属基体的对准，从而阻止石墨烯晶粒的完全对准。克服上述方法障碍的策略是在生长过程中预制合适数量的石墨烯纳米颗粒，然后所有纳米颗粒在生长后融合成单个薄膜。
近日，韩国科学技术院的Seokwoo Jeon等人报道了一种通过结合Cu / Ni（111）衬底来改善单晶石墨烯生长的合成方法，该方法可有效促进有核石墨烯纳米颗粒的初始排列。
本文要点：
1）该工作基于移动加热平台-CVD技术（MHW-CVD），通过顺序热处理，重结晶石墨烯晶粒，并通过应用单晶Cu（111）衬底完全去除生长在多晶Cu上的石墨烯HATB结构域，这导致石墨烯薄膜中的单晶区域高达80%。此外，Cu （111）中的Ni合金化通过移动加热平台促进晶体学倾斜的石墨烯晶粒沿着特定方向旋转，从而在衬底上产生高达97%的单晶区域。此外，在Cu/Ni（111）上生长的石墨烯的导热性和载流子迁移率显示出优异的声子和载流子传输特性。
Myungwoo Choi，et al，Improved Crystallinity of Graphene Grown on Cu/Ni (111) through Sequential Mobile Hot-Wire Heat Treatment，Nano Letter，2022
DOI：10.1021/acs.nanolett.2c00927
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00927
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