晶圆

通过建立几何原理来描述高折射率表面上的二维材料排列，作者表明在孪晶边界两侧生长的二维材料岛可以很好地排列。作者进一步合成了具有丰富孪晶界的晶圆级铜箔，并在这些多晶铜箔的表面上成功地生长了晶圆级单晶石墨烯和六方氮化硼薄膜。这项研究为在定制的多晶衬底上生长单晶二维材料开辟了一条快速、可扩展和稳定的途径。

研究者通过退火将放置在Al2O3(0001)上的多晶Cu箔转化为单晶Cu(111)薄膜，然后通过多循环等离子体蚀刻辅助化学气相沉积，在Cu(111)和Al2O3(0001)界面上实现石墨烯的外延生长。在液氮中浸泡后快速加热，Cu(111)薄膜容易膨胀脱落，而石墨烯薄膜在蓝宝石衬底上没有降解。在石墨烯上制备的场效应晶体管具有良好的电子输运性能和高载流子迁移率。这项工作打破了在绝缘衬底上合成晶圆级单晶单层石墨烯的瓶颈，有望为下一代基于石墨烯的纳米器件做出贡献。

晶圆级石墨烯的合成及其应用，对硅半导体行业兼容的晶圆级器件集成，具有重要意义，然而很少有进展文章介绍这一课题。本文重点介绍了晶圆级石墨烯的合成策略、电子器件结构和新的器件应用概念的最近进展等。并在结语中提出了石墨烯合成和石墨烯基电子学的未来机遇。

近日，刘忠范院士团队自主设计研发了电磁感应加热石墨烯甚高温生长设备，并借助此设备在c面蓝宝石上直接生长出了由取向高度一致、大晶畴拼接而成的晶圆尺寸单层石墨烯薄膜。

本文涵盖了通过化学气相沉积 (CVD) 合成晶圆级石墨烯薄膜的最新进展，重点关注主要挑战和现状。特别是，在对 CVD 过程中反应动力学和气相动力学的讨论的基础上，突出了流行的合成策略。