石墨烯的直接生长在绝缘体上提供晶圆级均匀性对于电子和光电应用至关重要。然而，迄今为止它仍然是一个挑战，因为它需要一种与金属完全不同的增长模式。本文18新利体育 刘忠范/孙靖宇课题组/黄丽珍、中国石油大学（华东）赵文、中国科学院国家纳米科学中心高腾等研究人员在 Advanced Materials期刊发表名为“Transfer-Free Quasi-Suspended Graphene Grown on a Si Wafer”的论文，研究使用界面去耦化学气相沉积策略展示了准悬浮石墨烯在硅晶片上的无金属催化剂生长。

      使用低于常规的H₂在生长过程中同时引入甲醇可以有效地削弱合成石墨烯与底层基板之间的相互作用。因此可以微调生长模式，生产出具有晶圆级均匀性的单层石墨烯薄膜。因此，在4英寸Si 晶片上生长的石墨烯能够无转移地制造基于石墨烯的高性能场效应晶体管阵列，其电荷中性点几乎没有变化，表明石墨烯具有准悬浮特性。此外，可以实现高达 15000 cm² V^-1 s^-1 的载流子迁移率。这项研究将为实用石墨烯器件在电介质上合成晶圆级高质量石墨烯提供有意义的见解。

图1. 生长策略

图2. 在 SiO₂/Si 上生长的石墨烯的表征

图3. 4英寸Gr-SiO₂/Si晶片的均匀性评估

图4. 理论模拟

图5. 在硅晶片上生长的无转移准悬浮石墨烯的器件性能

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202206389