丁峰

它涉及在单层石墨烯中可控地诱导褶皱形成，以及随后的褶皱折叠、撕裂和再生长。该过程的本质是形成交织的石墨烯螺旋，并将1D褶皱的手性角转换为3D超晶格的2D转角。该方法可以扩展到其他可折叠的2D材料中，并有助于生产小型电子元件，包括电容器、电阻器、电感器和超导体。

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。

韩国基础科学研究院多维碳材料研究中心（IBS-CMCM）丁峰教授领导的国际科研团队基于第一性原理计算和分子动力学模拟确定了决定碳纳米管生长的关键因素，从理论上解释了碳纳米管在催化剂颗粒上生长的驱动力。

本文从理论计算的角度，总结了金属衬底在石墨烯CVD生长过程中的各种作用与相应机理，包括催化碳源裂解、降低石墨烯成核密度，催化石墨烯快速生长，修复石墨烯生长过程中产生的缺陷，控制外延生长石墨烯的晶格取向，以及在降温过程中石墨烯褶皱与金属表面台阶束的形成过程等，并对当前石墨烯生长领域中亟需解决的理论问题进行了深入探讨与展望。

研究人员采用双石英管嵌套的常压化学气相沉积法在铜箔表面制备出具有不同螺旋臂(单螺旋、双螺旋、三螺旋、四螺旋和五螺旋臂)和螺旋方向（顺时针和逆时针螺旋）的外延双层石墨烯以及洋葱状石墨烯。

作者提出了这种多层螺旋石墨烯生长模式的机制：由于第一层石墨烯的覆盖，第二层石墨烯生长所需的碳源必须穿过第一层石墨烯的边界，因此形成了碳源的径向梯度，导致第二层石墨烯越靠外的位置生长越快；当石墨烯螺旋臂在某处生长后，该处的碳源便被消耗，形成碳源的切向梯度，因此螺旋臂可以沿着顺时针或者逆时针方向快速生长。

近日，韩国基础科学研究所丁峰教授和张磊宁博士在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊上发表文章，成功揭示了石墨烯摩尔超结构在不同金属衬底上的形成机制。

以液态铜表面的石墨烯生长为例，孪晶石墨烯的生长已被成功演示，其中所有的GBs都是超长的直孪晶边界。此外，在石墨烯中发现了明确定义的孪晶界（TBs），由于氢原子优先吸附在高能孪晶上，因此可以通过氢气选择性刻蚀。这项研究揭示了2D材料在生长过程中GBs的形成机制，并为生长具有可控GBs的各种2D纳米结构铺平了道路。

近日，北京大学刘开辉研究员、江颖研究员和韩国基础研究院丁峰教授（共同通讯作者）等人采用石墨烯涂覆的Cu来研究金属的平面依附性防腐蚀性能，并进一步解决了石墨烯抗蚀能力的矛盾，通过相应的石墨烯涂层为超高性金属的防腐开辟了新契机。

北京大学的刘开辉研究员（通讯作者）、彭海琳教授（通讯作者），香港理工大学的丁峰副教授（通讯作者）等人利用连续供氧辅助化学气相沉积法在铜箔上合成单晶石墨烯，将石墨烯的生长速率提高到了60μm s^–1。