2月28日，《自然—通訊》雜志在線發(fā)表了中科院金屬所沈陽材料科學(xué)國家(聯(lián)合)實驗室成會明、任文才團(tuán)隊在石墨烯制備方面取得的一項新突破，他們通過金屬外延生長方法，制備出了具有非常優(yōu)異場發(fā)射效應(yīng)的毫米級單晶石墨烯及其薄膜。

　　石墨烯優(yōu)異的電、光、強度等眾多優(yōu)異性質(zhì)使其在電子學(xué)、自旋電子學(xué)、光電子學(xué)、太陽能電池、傳感器等領(lǐng)域有著重要的潛在應(yīng)用，但大規(guī)模高質(zhì)量制備技術(shù)是制約其進(jìn)入實際應(yīng)用的瓶頸之一。
　　目前制備高質(zhì)量石墨烯的方法，有膠帶剝離法、碳化硅或金屬表面外延生長法和化學(xué)氣相沉積法(CVD)，前兩種方法效率低，不適于大量制備。而迄今由CVD法制備的石墨烯，一般是由納米級到微米級尺寸的石墨烯晶疇拼接而成的多晶材料。

　　對于以金屬基體生長的石墨烯，通常以腐蝕金屬基體的方法來進(jìn)行轉(zhuǎn)移，不僅存在金屬殘存、轉(zhuǎn)移過程破壞石墨烯結(jié)構(gòu)的問題，而且污染環(huán)境、成本高、不適合貴金屬基體。

　　成會明等采用貴金屬鉑生長基體，以低濃度甲烷和高濃度氫氣通過常壓CVD法，成功制備出了毫米級六邊形單晶石墨烯及其構(gòu)成的石墨烯薄膜。通過該研究組發(fā)明的電化學(xué)氣體插層鼓泡法，可將鉑上生長的石墨烯薄膜無損轉(zhuǎn)移到任意基體上。

　　該方法操作簡便、速度快、無污染，并且適于釕、銥等貴金屬以及銅、鎳等常用金屬上生長的石墨烯的轉(zhuǎn)移，金屬基體可重復(fù)使用，可作為一種低成本、快速轉(zhuǎn)移高質(zhì)量石墨烯的普適方法。

　　該方法轉(zhuǎn)移的單晶石墨烯具有很高的質(zhì)量，將其轉(zhuǎn)移到Si/SiO2基體上制成場效應(yīng)晶體管，測量顯示該單晶石墨烯室溫下的載流子遷移率可達(dá)7100 cm2 V-1 s-1。

　　金屬基體上大尺寸單晶石墨烯及其薄膜的多次重復(fù)生長，為石墨烯基本物性的研究及其在高性能納電子器件、透明導(dǎo)電薄膜等領(lǐng)域的實際應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。