化学气相沉积

近日，电子科技大学李雪松教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过研究石墨烯的生长演化过程，发现在相同的反应参数下，R2R工艺的石墨烯晶畴密度大于B2B工艺的石墨烯畴密度，其原因归结于两种工艺不同的反应过程；而通过延长反应时间，可以对石墨烯薄膜的缺陷进行修复。在优化的R2R工艺下，可以获得与常规B2B工艺相当的高质量石墨烯薄膜。

近日，中科院化学研究所刘云圻院士，董际臣研究员，武斌研究员报道了提出了一种循环电化学抛光和热退火相结合的方法，可以将商用多晶Cu箔转化为单晶Cu(111)，成品率几乎为100%。然后展示了一种“自下而上刻蚀”的方法，该方法通过在Cu(111)表面上大面积生长的石墨烯单层下面选择性地刻蚀底部多层石墨烯，从而制备出大面积无多层的纯单晶石墨烯单层。

在石墨烯的合成过程中，传统的固态金属催化剂存在较大的表面粗糙度、丰富的晶界和多样缺陷，会导致不均匀的成核，可控合成高质量石墨烯面临着多重挑战。而当金属变为液态时，这些不均匀的表面结构会消失，金属展现出光滑且可流变的一面，正是由于这种“刚”至“柔”的转变，为石墨烯的生长带来了更多的可能性，一些神奇的现象在液态表面孕育而生。

制备决定未来，石墨烯要真正走向应用，在介电衬底上直接生长高品质石墨烯至关重要。然而，由于缺乏衬底的催化活性，直接生长的石墨烯往往存在结晶品质低、缺陷多、层数均匀性差等问题，晶圆级绝缘衬底上石墨烯的直接生长仍存在巨大挑战。远程金属催化等传统金属催化方法存在无法放大、金属残留等问题。

总部位于美国的CVD石墨烯开发商General Graphene公司（GGC）推出了第三代CVD石墨烯生产线。这个20米长的辊对辊系统可以在400毫米宽的铜箔上生产单层和多层石墨烯材料。

利用化学气相沉积制备大面积、高质量石墨烯是目前最流行的方法。但石墨烯薄膜总是存在一些缺陷，晶界、层叠、褶皱等等，所有这些都会降低石墨烯的使用性能。过去对于消除晶界的研究已有很多，但涉及褶皱的研究较少，本次研究即重点探讨了在单晶Cu–Ni（111）箔上由乙烯前驱体生长的石墨烯薄膜的起皱/折叠过程。

中科院化学研究所刘云圻院士，中科院重庆绿色智能技术研究院魏大鹏研究员，复旦大学魏大程研究员总结了利用PECVD可控制备2D材料及其应用方面的最新研究进展。