我国大面积单晶石墨烯薄膜快速制备技术取得突破！

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小烯导读

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”通过专家组验收。 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。

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”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100mm ² ，并可用作原子级分辨率透射电镜成像载网。

彭海琳，北京大学博雅特聘教授、国家杰出青年基金获得者。2000年本科毕业于吉林大学（光化学研究室），2005年获北京大学理学博士学位（师从刘忠范院士），2005-2009年斯坦福大学博士后（合作导师：崔屹教授），2009年6月回北京大学任教，2014年晋升为教授，2014-2015年加州大学伯克利分校访问学者（合作导师：杨培东教授）。

主要从事物理化学与新能源纳米技术研究，发展了高迁移率二维材料(石墨烯、拓扑绝缘体、金属硫氧族材料)的制备科学及器件应用研究。建立了拓扑绝缘体二维结构的可控生长方法，实现了首例拓扑绝缘体二维阵列的制备，首次观测到拓扑绝缘体的AB量子干涉效应，并开创了拓扑绝缘体在柔性透明电极的应用；设计并制备了一类全新的超高迁移率二维硒氧族半导体芯片材料；建立了精确调控石墨烯结构的范德华外延、限域“分子流”、持续氧辅助等一系列生长方法，创造了石墨烯单晶生长速度的世界纪录，实现了4英寸无褶皱石墨烯单晶晶圆、大面积石墨烯薄膜的连续批量制备和绿色无损转移，实现了旋转双层石墨烯光电器件研制、单晶石墨烯PN结的调制掺杂和“光热电”机制的高效能量转换。