今日前沿 | 菱方石墨烯，低温冲击剥离法-超高迁移率，Nature Nanotechnology

菱方多层石墨烯是研究关联电子物理的可调平台，可通过场效应调控磁性、超导与拓扑物相。然而，天然石墨中的菱方堆叠结构占比很低，制约了样品产出率与有效面积，这同时制约了样品产率和可用面积。

近日，加州大学圣塔芭芭拉分校Andrea F. Young教授团队在Nature Nanotechnology上发文，提出了低温冲击剥离法，用以制备大面积菱方石墨烯薄片。

该剥离工艺搭配可保留堆叠序的低压范德华组装技术，制备了高度均匀、面积大于 1300 平方微米的器件，器件制备良率约 90%。借助针尖纳米超导量子干涉器件（nanoSQUID-on-tip）成像，在器件中心 10×10 平方微米的全域观测到均匀的自旋磁性。横向磁聚焦测试表明，低温石墨烯体系的无序平均自由程超过 200 微米。在菱方多层石墨烯的平带中，在强电子-电子流体动力学的中温区间，实验观测到由尺寸效应驱动的从泊肃叶电子流向多孔电子流的转变，进一步证明器件具备极高品质。

该方法攻克了介观尺度菱方石墨烯器件制备中的关键材料瓶颈，有助于强关联物相集成到二维纳米电子器件。

图1 菱方石墨烯的低温冲击剥离。

图2 低压转移技术

图3 器件均匀性的实空间表征。

图4 横向磁聚焦。

图5 菱方石墨烯中的弹道、扩散与流体动力学电子输运区间。

术语解释：泊肃叶流Poiseuille flow：指粘性流体在通道中由粘性主导的流动，速度剖面通常呈抛物线形，边界处速度趋于零。在电子系统中，表示电子-电子散射足够强，电子像粘性流体一样集体流动。

多孔电子流porous electron flow是指电子流体在受限几何、边界散射或无序势作用下，这表现出了类似流体通过多孔介质的输运行为，动量弛豫增强，从而削弱了粘性流体特征。

文献链接

Holleis, L., Choi, Y., Zhang, C. et al. Cryogenic shock exfoliation for ultrahigh mobility rhombohedral graphite nanoelectronics. Nat. Nanotechnol. (2026). https://doi.org/10.1038/s41565-026-02283-1

本文译自Nature。