近日，中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點實驗室SOI課題組與超導(dǎo)課題組，采用化學(xué)氣相淀積法（CVD），在鍺襯底上直接制備大面積、均勻的、高質(zhì)量單層石墨烯。相關(guān)研究成果刊登在Nature旗下期刊Scientific Reports（《科學(xué)報告》），文章題目為Direct Growth of Graphene Film on Germanium Substrate（《鍺襯底上直接制備石墨烯》）。

石墨烯（Graphene），即石墨的單原子層，是碳原子按照sp2成鍵形成的以蜂窩狀排列的二維結(jié)構(gòu)。2004年，英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家使用微機械剝離的方法發(fā)現(xiàn)了石墨烯，并于2010年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。自石墨烯被發(fā)現(xiàn)，由于其在機械、電學(xué)、光學(xué)和化學(xué)具有優(yōu)異的性能，使其擁有巨大的應(yīng)用前景。石墨烯的發(fā)現(xiàn)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界備受矚目，引發(fā)了物理和材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究熱潮。

化學(xué)氣相沉積法（CVD）是目前制備高質(zhì)量、大面積石墨烯的最主要途徑。但是在石墨烯的生長過程中金屬基底是其必不可少的催化劑。隨后的應(yīng)用必須要將石墨烯從金屬襯底上轉(zhuǎn)移到所需要的絕緣或者半導(dǎo)體基底上。繁瑣的轉(zhuǎn)移過程易于造成石墨烯結(jié)構(gòu)的破壞和污染，且難以與當(dāng)前成熟的大規(guī)模集成電路工藝兼容，影響了基于石墨烯器件的大規(guī)模推廣與應(yīng)用。

信息功能材料國家重點實驗室王剛、狄增峰等人提出了在大尺寸鍺基上利用化學(xué)氣相淀積法直接制備石墨烯的方法。并成功地制備了大面積、均勻的、高質(zhì)量的單層石墨烯。鍺是一種重要的半導(dǎo)體材料，相比傳統(tǒng)的硅材料，鍺具有極高的載流子遷移率，被認為是最具潛力取代硅的半導(dǎo)體材料，有望應(yīng)用于未來大規(guī)模集成電路。鍺基石墨烯直接實現(xiàn)了高質(zhì)量石墨烯與半導(dǎo)體襯底的集成，且制備工藝與現(xiàn)有的半導(dǎo)體工藝相兼容，將能更快地推動石墨烯在半導(dǎo)體工業(yè)界的廣泛應(yīng)用，具有重要的應(yīng)用價值。