上海微系統所在層數可控石墨烯薄膜制備方面獲進展

上海微系統所在層數可控石墨烯薄膜制備方面獲進展

中國科學院上海微系統與信息技術研究所在層數可控石墨烯薄膜制備方面取得新進展。研究人員設計了Ni/Cu體系，并利用離子注入技術引入碳源，通過精確控制注入碳的劑量，成功實現了對石墨烯層數的調控。

研究人員圍繞石墨烯層數的控制問題，結合Ni和Cu在化學氣相沉積（CVD）法中制備石墨烯的特點，利用2種材料對碳溶解能力的不同，設計了Ni/Cu體系（即在25μm厚的Cu箔上電子束蒸發1層 300nm的Ni），并利用半導體產業中成熟的離子注入技術將碳離子注入到Ni/Cu體系中的Ni層中，通過控制注入碳離子的劑量（即4×1015個原子/cm2劑量對應單層石墨烯，8×1015個原子/cm2劑量對應雙層石墨烯），經退火后成功實現了單、雙層石墨烯的制備。

與傳統的石墨烯CVD制備工藝相比，離子注入技術具有低溫摻雜、能量和劑量控制精確，以及均勻性高等優點，采用離子注入技術制備石墨烯的層數僅受碳注入劑量的影響，與氣體的體積比、襯底厚度及生長溫度無關。此外，離子注入技術能夠與現代半導體技術兼容，有助于促進石墨烯作為電子材料在半導體器件等領域的應用。 (上 微)