化学气相沉积

Graphene Square浦项工厂1楼设有1800平方米规模的清洁室和模块制造设备,2楼设有研究室和职员福利设施,完成了研究开发和生产相结合的尖端材料制造基础。 2012年成立的Graphene Square在2021年与庆尚北道、浦项市签订了投资协议，总公司也从京畿水原迁到了浦项。

本文开发的原位自加热CVD策略为高质量、厚层涡旋石墨烯的制备提供了一种可扩展、普适且高效的方法。该策略通过结合扭转和倾斜配置工程，显著提高了石墨烯的质量和生长效率，同时展现出优异的环境可持续性和成本效益。这一成果不仅克服了传统CVD在厚层石墨烯制备中的局限性，还为石墨烯基宏观材料的实际应用提供了重要的技术基础。

在单核生长策略中，核心目标是尽可能降低成核密度，以减少基底上多核形成的可能性，从而保证单个原子核能够持续扩展并最终形成大尺度单晶。而在多核生长策略中，则需要对初始成核位置进行精确控制，以确保所有原子核取向一致，从而在后续扩展过程中实现无缝拼接并形成完整的单晶薄膜。这两种策略各具优势，但同时也伴随特定的挑战。

与单层材料相比，多层二维材料为调整电学、光学和量子特性提供了更多的机会。层数、堆叠结构和层间相互作用是控制这些材料物理行为的关键参数，从而实现可调带隙、层间激子、滑移铁电性和非常规超导性等独特功能。 近日，天津大学耿德超教授等人在Science China M…

研究团队以镍晶格为原子级传质媒介，将待提纯的碳原料放置于单晶镍基底一侧，通过精准解析不同元素在镍中的吸附、扩散及析出能垒，构建了具有元素选择性的原子筛提纯机制。该提纯方法如同为碳原子打造了一条“高速专用通道”，仅允许碳原子在镍晶格中定向传质，并在界面处有序外延生长，从而实现了超高纯度单晶石墨晶体的制备。

在化学气相沉积过程中，二维材料的形成并不是“凭空生成”的，而是经历了一个从原子到有序晶体的逐步演化过程。其核心环节就是成核与外延生长。理解这两个过程，就能解释为什么有时材料长成单层，有时却出现多层堆叠；为什么有时晶体取向一致，有时却充满晶界缺陷。

过去几年，科学家们主要依赖低温化学气相沉积（CVD）来生长MAC。温度降到200–400℃，可以有效防止碳原子形成六角晶体结构，保证“无序”特性。然而，这种方法存在很多问题：金属污染、杂质吸附、面积难以放大……Lin教授及其团队提出了一种“无序到无序”的全新生长策略——不再依靠低温来“压制”晶体结构，而是利用无序的铜基底诱导碳原子的无序成核，直接在高温（高达820℃）下快速生成单层无定形碳。

张金灿教授聚焦石墨烯实用化进程中的核心挑战——大面积高质量薄膜的可控制备，系统介绍了其课题组在石墨烯化学气相沉积（CVD）生长、批量制备及前沿应用领域的突破性进展。针对石墨烯产业化应用中普遍存在的薄膜污染、制备效率低、转移损伤及器件性能瓶颈等关键难题，研究团队提出了系列创新解决方案并取得显著成果。