近期，中國科學(xué)院上海微系統與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室SOI(絕緣體上硅)材料與器件課題組在絕緣體襯底上直接制備石墨烯研究方面取得新進(jìn)展。制備絕緣體上石墨烯是推動(dòng)石墨烯在微電子領(lǐng)域應用的重要基礎條件，針對這一需求，SOI材料與器件課題組的研究人員使用鍺薄膜做催化劑，通過(guò)化學(xué)氣相沉積（CVD）方法成功在二氧化硅、藍寶石、石英玻璃等絕緣襯底上制備出高質(zhì)量單層石墨烯材料，并將其成功應用于除霧器等電加熱器件。
 
石墨烯，由于其優(yōu)異的物理性質(zhì)一直受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，為了實(shí)現在微電子領(lǐng)域的應用，石墨烯薄膜需要轉移或直接生長(cháng)到絕緣襯底上。直接在絕緣襯底上生長(cháng)石墨烯，有利于獲得晶圓級石墨烯材料，對推動(dòng)石墨烯材料在集成電路等領(lǐng)域的應用具有重要意義。但由于絕緣襯底本身不具有催化能力，使用Cu（銅）、Ni（鎳）等金屬催化劑又難免引入金屬沾污，因此該項研究一直面臨許多挑戰。
上海微系統所信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室的汪子文、薛忠營(yíng)等人基于鍺襯底上生長(cháng)高質(zhì)量單層石墨烯的研究基礎，在絕緣襯底上預先沉積鍺薄膜作為催化劑，通過(guò)優(yōu)化石墨烯生長(cháng)溫度和生長(cháng)時(shí)間，在完全蒸發(fā)掉鍺薄膜的同時(shí)實(shí)現單層石墨烯在絕緣襯底表面的全覆蓋。在研究中他們還發(fā)現，石墨烯的形狀完全依賴(lài)于鍺薄膜的形狀，因此該方法既可以實(shí)現晶圓級石墨烯薄膜的生長(cháng)，也可以通過(guò)預先設計的鍺圖形定義后續石墨烯器件所需圖形化的生長(cháng)。
獲得的絕緣體上石墨烯材料表現出良好的電學(xué)性能，初步展示了其在除霧、電致變色等加熱器件方面的應用。該項研究為獲得晶圓級絕緣體上石墨烯奠定了基礎，有助于推動(dòng)石墨烯材料在微電子領(lǐng)域的應用。
文章來(lái)源：上海微系統與信息技術(shù)研究所
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