Adv. Mater: 通过化学气相沉积法在Cu(111)蓝宝石上实现解耦合高迁移率石墨烯

成果介绍

高质量石墨烯在平面和刚性模板（如绝缘晶圆上的金属薄膜）上的生长，被认为是基于2D材料技术的关键推动因素。

有鉴于此，近日，意大利理工学院Camilla Coletti等报道了通过非还原性低压化学气相沉积(LPCVD)在沉积在蓝宝石上的晶体Cu(111)薄膜上生长去耦合的石墨烯。经显微镜、衍射和光谱学分析证实，所得到的薄膜在原子层面上是平坦的，没有可检测到的裂缝或波纹，并且位于一层薄薄的Cu₂O层之上。对部分去耦合的石墨烯进行生长后处理，使界面完全均匀氧化，极大地简化了随后的转移过程，特别是干法拾取——当处理直接在金属性Cu(111)上合成的石墨烯时，这一任务被证明是具有挑战性的。电输运测量表明，在室温下载流子迁移率高，在SiO₂/Si上超过10⁴ cm² V^-1 s^-1，在六方氮化硼(hBN)中封装时超过10⁵ cm² V^-1 s^-1。本文展示的生长方法实现了卓越的材料质量，符合微机械剥离的石墨烯薄片，从而为大规模生产适合高性能下一代应用的原始石墨烯铺平了道路。

图文导读

图1. 生长的石墨烯的微观表征。

图2. Cu/蓝宝石表面上生长石墨烯的表面分析。

图3. 石墨烯转移和表征。

图4. 从Cu(111)薄膜的干法范德华拾取，用于超高质量石墨烯器件。

文献信息

Decoupled High-Mobility Graphene on Cu(111)/Sapphire via Chemical Vapor Deposition

（Adv. Mater., 2024, DOI:10.1002/adma.202404590）

文献链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202404590