|
| |
| 上海微系統所在氮化硼表面制備石墨烯單晶研究中取得突破 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-03-13 10:13:11 瀏覽次數： |
|
| |
 （中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉） 中國科學(xué)院上海微系統與信息技術(shù)研究所石墨烯研究再獲重要突破。信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室，超導實(shí)驗室石墨烯課題組的唐述杰等人，在國際上首次通過(guò)引入氣態(tài)催化劑的方法成功實(shí)現石墨烯單晶在六角氮化硼表面的高取向快速生長(cháng)，研究論文Silane-Catalyzed Fast Growth of Large Single-Crystalline Graphene on Hexagonal Boron Nitride 于3月11日在Nature Communications 上發(fā)表（6:6499 doi: 10.1038/ncomms 7499 (2015)）。
上海微系統所石墨烯團隊自2011年開(kāi)始開(kāi)展了六方氮化硼襯底上外延生長(cháng)石墨烯單晶以及其性能表征的工作，并取得了一系列的成果。他們在前期掌握石墨烯形核控制（Carbon, 50, 329 (2012)）、確定單晶和襯底的取向關(guān)系（Scientific Reports, 3, 2666, (2013)）的基礎上，以乙炔為碳源，創(chuàng )新性地引入硅烷作為催化劑，通過(guò)化學(xué)氣相外延的方法制備晶疇尺寸超過(guò)20微米的石墨烯單晶，生長(cháng)速率較之前的文獻報道提高了兩個(gè)數量級，超過(guò)90%的石墨烯單晶與氮化硼襯底嚴格取向，呈現由莫瑞條紋引起的～14nm的二維超晶格結構，制備的石墨烯的典型室溫霍爾遷移率超過(guò)20,000 cm2/V·s。
石墨烯以其優(yōu)異的電學(xué)性能、出眾的熱導率以及卓越的力學(xué)性能等而被人們普遍認為是為后硅CMOS時(shí)代延續摩爾定律的最有競爭力電子材料。然而石墨烯的電學(xué)性質(zhì)受到襯底的影響很大，電荷雜質(zhì)和聲子散射會(huì )使石墨烯的電學(xué)性能極大地下降。研究表明，六方氮化硼由于其表面原子級平整、無(wú)懸掛鍵、優(yōu)異的絕緣性能等優(yōu)勢，成為石墨烯電子器件的絕佳襯底。在六角氮化硼表面通過(guò)化學(xué)氣相沉積方法直接生長(cháng)石墨烯單晶，可以避免因物理轉移所帶來(lái)的介面污染和破損缺陷，為其在集成電路領(lǐng)域的深入應用提供材料基礎。然而，由于襯底缺乏催化能力，在六角氮化硼這類(lèi)電介質(zhì)表面直接生長(cháng)石墨烯單晶一直是橫亙在整個(gè)石墨烯研究領(lǐng)域的一項巨大難題。該項研究提出的氣態(tài)催化方法已經(jīng)申請專(zhuān)利，可以為在介質(zhì)襯底上制備高質(zhì)量石墨烯單晶薄膜提供全新的思路和技術(shù)方案。
該項工作得到了科技部重大專(zhuān)項、中國科學(xué)院和上海市科委相關(guān)研究計劃的資助。
? 歡迎進(jìn)入【粉體論壇】討論
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
