大面积单晶石墨烯薄膜快速制备技术取得突破

近期，北京市科技计划课题“大面积单晶石墨烯薄膜快速制备技术研究”验收通过专家组验收。

石墨烯材料性质优异，可用于构筑高性能微纳电子器件和柔性透明导电薄膜，同时也能作为优异的支撑、封装和阻隔材料。大面积高质量的石墨烯薄膜是这些高端应用的材料基础。作为制备大面积高质量石墨烯薄膜材料的首选方法，化学气相沉积法制备的石墨烯薄膜存在畴区尺寸小、晶界和缺陷密度高、大畴区石墨烯生长速度慢、产能低等问题，严重制约了石墨烯薄膜的应用。

在北京市科委支持下，北京大学彭海琳教授团队发明了“单一晶种快速生长法”和“阵列晶种同向拼接法”等多种大面积单晶石墨烯薄膜的快速制备技术，运用该技术实现了单晶石墨烯薄膜制备面积达到英寸级，生长速度0.36cm/min，并成功研发了高质量石墨烯薄膜和石墨烯大单晶晶圆的量产装备。另外，团队还通过发展大单晶石墨烯的骨架掺杂的生长技术获得了高导电性和高透光性的石墨烯单晶薄膜。此外，通过对生长有石墨烯的铜箔基底直接进行选择性刻蚀，实现了高质量石墨烯单晶支撑膜的低成本批量制备，支撑膜面积大于100mm²，并可用作原子级分辨率透射电镜成像载网。