英尺級單晶膜生長模式的革新

移動的多晶基底，無限制的生長尺寸

前菜/Appetizer

由於工業化的需求，生長大尺寸、高質量的二維單晶石墨烯仍備受關注。常用的外延生長法須使用單晶材料做基底，所製備出的單晶重複性差，且受到基底單晶性的限制，因而難以連續量產單晶薄膜。能不能對生長方式進行改革，直接在多晶基底上實現呢？

主菜/Main Course

美國新墨西哥州州立大學化學與生物化學系的Sergei N. Smirnov教授課題組在氣相沉積法（CVD）製備石墨烯基礎上，將生長原理改良成「選擇生長」模式，在移動的NiCu多晶基底上實現了以2.5 cm/h的生長速率連續生長出人體腳掌大小的石墨烯單晶薄膜。作者設計了局部控制前體濃度的方法（ALC CVD）。將前驅混合氣體H2、CH4分為兩股，利用小直徑的噴嘴對CH4的沉積濃度進行調控。該生長方式能選擇性地在增長快速的領域生長，以壓制生長緩慢的領域，此法能避免不理想的「晶核種子」的出現，消除多晶石墨烯疇區之間連接點，結合緩慢移動基底方式，實現「無限尺寸」的單晶石墨烯薄膜的生長。

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