中国科学院上海微系统与信息技术研究所石墨烯研究再行获得最重要突破。信息功能材料国家重点实验室,超导实验室石墨烯课题组的唐述杰等人,在国际上首次通过引进气态催化剂的方法顺利构建石墨烯单晶在六角氮化硼表面的高倾向较慢生长。
上海微系统所石墨烯团队自2011年开始积极开展了六方氮化硼衬底上外延生长石墨烯单晶以及其性能密切相关的工作,并获得了一系列的成果。他们在前期掌控石墨烯形核掌控、确认单晶和衬底的倾向关系的基础上,以乙炔为碳源,创新性地引进硅烷作为催化剂,通过化学气相外延的方法制取晶畴尺寸多达20微米的石墨烯单晶,生长速率较之前的文献报导提升了两个数量级,多达90%的石墨烯单晶与氮化硼衬底严苛倾向,呈现出由莫瑞条纹引发的~14nm的二维超强晶格结构,制取的石墨烯的典型室温霍尔迁移率多达20,000cm2/Vs。
石墨烯以其出色的电学性能、出众的热导率以及卓越的力学性能等而被人们普遍认为是为后硅CMOS时代沿袭摩尔定律的最有竞争力电子材料。然而石墨烯的电学性质受到衬底的影响相当大,电荷杂质和声子衍射不会使石墨烯的电学性能很大地上升。研究指出,六方氮化硼由于其表面原子级平坦、无挂键、出色的绝缘性能等优势,沦为石墨烯电子器件的绝佳衬底。在六角氮化硼表面通过化学气相沉积方法必要生长石墨烯单晶,可以防止因物理移往所带给的介面污染和损坏缺失,为其在集成电路领域的了解应用于获取材料基础。
然而,由于衬底缺少催化剂能力,在六角氮化硼这类电介质表面必要生长石墨烯单晶仍然是绵延在整个石墨烯研究领域的一项极大难题。该项研究明确提出的气态催化剂方法早已申请专利,可以为在介质衬底上制取高质量石墨烯单晶薄膜获取全新的思路和技术方案。 该项工作获得了科技部根本性专项、中国科学院和上海市科委涉及研究计划的资助。
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