化学气相沉积

本文提出了一种表面能补偿（Surface-Energy-Compensated, SEC）技术，用于制备具有原子级平整度的单晶合金薄膜（Single-Crystal Alloy Thin Films, SATFs）。通过精确控制合金金属的沉积顺序，实现了晶圆级二元和三元SATFs的制备，表面粗糙度低于0.2纳米，并且具有均匀可控的元素组成（5~50at%）。此外，以CuPtNi(111)三元SATFs为衬底，成功实现了在850°C下低温生长无褶皱的单晶石墨烯单层，展现出优异的电子性能，包括均匀的面电阻（552Ω sq⁻¹，偏差4.5%）和高达560,000 cm²/V·s的载流子迁移率。

本文通过共场协同优化策略，实现了在 6 英寸蓝宝石晶圆上直接生长高质量单层石墨烯。该方法不仅显著提高了石墨烯生长的均匀性和批次重复性，还通过理论计算和实验验证了其在冷壁 CVD 系统中的优势。6 英寸晶圆级石墨烯场效应晶体管阵列展现出优异的电学性能，证明了该方法在大规模二维材料集成中的潜力。该研究为未来纳米电子学和光电子学的发展奠定了基础。

该策略的创新性在于，能够对厚层石墨烯的层间构型——包括沿z轴的扭转构型与沿x/y轴的倾斜构型——进行同步、协同的精准调控。具体而言，该方法采用极短的快速热循环（升/降温仅需约2秒），通过动力学控制稳定了亚稳态的乱层堆垛结构，有效抑制其向热力学稳定的AB堆垛转变；同时，焦耳热产生的局部高温一方面抑制了气相副反应，另一方面通过“电学热点”效应促进了对缺陷的选择性修复，从而显著降低石墨烯片层的倾斜程度，实现层内高度有序排列。

近日，北京石墨烯研究院刘忠范院士、孙秀彩研究员，苏州大学张金灿教授（共同通讯作者）提出了一种痕量氧辅助策略，通过有效消除非晶碳污染，进而促进底层晶格缺陷的修复，进而合成高质量石墨烯。

本文介绍了一种通过化学气相沉积（CVD）方法在抗共振空心光纤（ARF）中垂直堆叠的六方氮化硼/石墨烯（hBN/Gr）异质结构，用于调节光纤的光学共振，从而增强石墨烯的非线性光学性能。通过控制hBN的厚度，实现了从4%到10%的非线性光学调制深度的显著增加，并将全光调制性能提高了75%。该方法为通过直接生长功能性二维材料基异质结构实现可调谐光学波导提供了可能，为高度集成的光子器件的发展提供了一个稳健的平台。

研究团队利用碳二聚体的独特化学性质，在Cu(111)箔材上实现了>98%晶格取向一致性的石墨烯生长，即使在高成核密度（104/mm2）下仍能保持高度有序。通过优化卷对卷（R2R）CVD工艺，团队成功将石墨烯生长速度提升至500毫米/分钟，并制备出米级单晶石墨烯薄膜。这一突破为石墨烯的工业化生产提供了全新路径。