在铜箔上化学气相沉积 (CVD) 生长的石墨烯薄膜具有良好的可扩展性和高质量，但仍受到表面污染（即无定形碳）的不利影响。尽管近年来通过Cu -气相辅助反应成功制备了超净石墨烯，但无定形碳的形成机制仍不清楚，尤其是在基材的功能方面。

有鉴于此，北京大学刘忠范院士、彭海琳教授、Li Lin和曼彻斯特大学Wendong Wang等人，发现底层金属基材的晶体取向将决定石墨烯的清洁度，即活性碳物种在石墨烯-铜(100)表面的缓慢扩散是抑制污染形成的关键因素。

本文要点

1）发现铜箔的晶体取向对于石墨烯表面无定形碳的形成至关重要，特别是在Cu(100) (GCu(100))上生长的石墨烯表面比在其他Cu表面生长的石墨烯表面更清洁。

2）通过密度泛函理论(DFT)计算证实，碳在G-Cu(100)表面扩散缓慢是抑制非晶态碳形成的主要原因。

3）在从多晶铜箔转化而来的米级 Cu(100) 上实现了清洁石墨烯的轻松合成。此外，Cu(100) 上石墨烯的清洁表面可确保减少与转移相关的聚合物残留物，并提高了光学和电学性能，这使得石墨烯在生物传感器中的广泛应用，作为柔性透明电极。

总之，该工作将为高质量石墨烯薄膜的基础研究提供一个有前景的材料平台，并为高质量石墨烯薄膜的先进应用创造新的机遇。

参考文献：

Liu, X., Zhang, J., Wang, W. et al. The role of Cu crystallographic orientations towards growing superclean graphene on meter-sized scale. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3922-x

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3922-x