在电介质上直接化学气相沉积（CVD）生长高质量的晶圆级石墨烯具有极其重要的用途。然而，目前合成的石墨烯通常是多晶薄膜，具有高密度的不可控缺陷，导致低载流子迁移率和高片阻。
近日，北京大学刘忠范院士，张艳锋研究员，北京石墨烯研究院（BGI）Peng Gao苏州大学孙靖宇教授，新加坡国立大学Kostya S. Novoselov报道了通过电磁感应加热CVD方法在c平面蓝宝石上直接生长了晶圆级连续、高定向的单层大畴石墨烯薄膜，与普通反应器相比，该方法可以扩展生长参数空间（即更高的温度）。
文章要点
1）通过优化生长过程，动力学和热力学有利于高质量的石墨烯生长:通过提高生长温度，克服了甲烷（CH4）热解和活性碳物种迁移的高反应能垒，使活性碳在基质表面充分生成并快速扩散，在石墨烯微区与蓝宝石晶体对准时达到最低能量构型，此外，在该冷壁设计中，降低气相温度可以抑制导致非晶碳形成和多层形核的气相侧反应。
2）研究人员在短短30 min的生长时间内，获得了晶圆级高质量单层石墨烯，其表现出高的载流子迁移率（14700 cm2 V−1 s−1）和低方阻（587 ohms □-1)。
这种在蓝宝石晶片上直接生长高度定向的石墨烯薄膜的可靠方法，为新兴的石墨烯电子学和光子学铺平了道路。
参考文献
Zhaolong Chen, et al, Direct growth of wafer-scale highly oriented graphene on sapphire, Sci. Adv. 7, eabk0115 (2021)
DOI: 10.1126/sciadv.abk0115
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk0115
