外延缓冲

研究团队利用Cu(111)/石墨烯作为外延模板，基于晶格匹配实现了高质量单晶Sb₂O₃栅介质层的外延生长，并利用石墨烯作为缓冲层，通过较弱的范德华作用力，实现外延层与外延衬底的解耦，确保Sb₂O₃层无损剥离。另一方面，外延制备的Sb₂O₃能够与石墨烯形成良好的范德华接触，进而作为转移辅助介质，辅助石墨烯剥离转移。基于此，研究团队实现了4英寸石墨烯晶圆向目标衬底（Si/SiO₂衬底）的无损转移。

他们的研究描述了一种远程外延生长技术，该技术利用石墨烯中间层在4平方厘米的面积上生成连续结晶的过氧化物薄膜。这种方法有效地消除了晶界，实现了纯面外晶体取向。

具体来看，团队首先以锗基石墨烯晶圆作为预沉积衬底生长单晶金属铝，利用石墨烯与单晶金属铝之间较弱的范德华作用力，实现4英寸单晶金属铝晶圆无损剥离，剥离后单晶金属铝表面呈现无缺陷的原子级平整。随后，在极低的氧气氛围下，氧原子逐层嵌入单晶金属铝表面的晶格中，最终得到稳定、化学计量比准确、原子级厚度均匀的氧化铝薄膜晶圆。

深圳华盈芯材半导体技术有限公司已发展出成熟的高质量石墨烯生长、转印到硅晶圆的量产技术，并与台湾外延片公司合作初步验证了在石墨烯晶圆上外延氮化镓的成本以及特性上的优势。

来自士兰微电子、北京石墨烯研究院和苏州大学的研究人员共同努力，对石墨烯作为氮化物外延生长缓冲层的开发和可能用途进行了全面的综述。

研究人员使用金属有机气相外延在覆盖有微图案 SiO2 掩模的石墨烯层（生长在蓝宝石基板上）上生长 GaN 微盘。然后将微盘加工成 micro-LED，并成功转移到可弯曲基板上。

尽管GaN具有优异的物理特性，使其成为高性能电子和发光器件应用的引人注目的选择，但GaN衬底上石墨烯在高温下热化学分解的挑战阻碍了通过MOCVD实现远程同质外延。

在此结构中，石墨炔起到吸附层的作用，通过d -π和π -π相互作用对目标物表现出很强的亲和力，同时石墨烯起到导电层的作用，解决了石墨炔导电性差的问题，实现了Cd2+, Pb2+, nitrobenzene和4-nitrophenol的检测。