上海微系統(tǒng)所在層數(shù)可控石墨烯薄膜制備方面獲進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所在層數(shù)可控石墨烯薄膜制備方面取得新進(jìn)展。研究人員設(shè)計(jì)了Ni/Cu體系，并利用離子注入技術(shù)引入碳源，通過精確控制注入碳的劑量，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯層數(shù)的調(diào)控。

研究人員圍繞石墨烯層數(shù)的控制問題，結(jié)合Ni和Cu在化學(xué)氣相沉積（CVD）法中制備石墨烯的特點(diǎn)，利用2種材料對(duì)碳溶解能力的不同，設(shè)計(jì)了Ni/Cu體系（即在25μm厚的Cu箔上電子束蒸發(fā)1層 300nm的Ni），并利用半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中成熟的離子注入技術(shù)將碳離子注入到Ni/Cu體系中的Ni層中，通過控制注入碳離子的劑量（即4×1015個(gè)原子/cm2劑量對(duì)應(yīng)單層石墨烯，8×1015個(gè)原子/cm2劑量對(duì)應(yīng)雙層石墨烯），經(jīng)退火后成功實(shí)現(xiàn)了單、雙層石墨烯的制備。

與傳統(tǒng)的石墨烯CVD制備工藝相比，離子注入技術(shù)具有低溫?fù)诫s、能量和劑量控制精確，以及均勻性高等優(yōu)點(diǎn)，采用離子注入技術(shù)制備石墨烯的層數(shù)僅受碳注入劑量的影響，與氣體的體積比、襯底厚度及生長(zhǎng)溫度無關(guān)。此外，離子注入技術(shù)能夠與現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)兼容，有助于促進(jìn)石墨烯作為電子材料在半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域的應(yīng)用。 (上 微)