上海微系统所在层数可控石墨烯薄膜制备方面获进展

上海微系统所在层数可控石墨烯薄膜制备方面获进展

中国科学院上海微系统与信息技术研究所在层数可控石墨烯薄膜制备方面取得新进展。研究人员设计了Ni/Cu体系，并利用离子注入技术引入碳源，通过精确控制注入碳的剂量，成功实现了对石墨烯层数的调控。

研究人员围绕石墨烯层数的控制问题，结合Ni和Cu在化学气相沉积（CVD）法中制备石墨烯的特点，利用2种材料对碳溶解能力的不同，设计了Ni/Cu体系（即在25μm厚的Cu箔上电子束蒸发1层 300nm的Ni），并利用半导体产业中成熟的离子注入技术将碳离子注入到Ni/Cu体系中的Ni层中，通过控制注入碳离子的剂量（即4×1015个原子/cm2剂量对应单层石墨烯，8×1015个原子/cm2剂量对应双层石墨烯），经退火后成功实现了单、双层石墨烯的制备。

与传统的石墨烯CVD制备工艺相比，离子注入技术具有低温掺杂、能量和剂量控制精确，以及均匀性高等优点，采用离子注入技术制备石墨烯的层数仅受碳注入剂量的影响，与气体的体积比、衬底厚度及生长温度无关。此外，离子注入技术能够与现代半导体技术兼容，有助于促进石墨烯作为电子材料在半导体器件等领域的应用。 (上 微)