多重van der Waals（vdW）薄膜材料无论是在基础研究和应用技术上都具有广泛的研究潜力。然而，由于缺乏面外化学键会削弱相邻层之间的外延关系，因此合成大且厚的单晶vdW材料仍然是一个巨大的挑战。近日，来自北京大学的刘开辉教授团队实现了在高折射率单晶镍（Ni）箔上连续外延生长厚度达100000层的单晶石墨薄膜，为合成各种具实际应用的高质量厚vdW薄膜提供了一种简便可行的通用途径。

文章要点：

1) 该研究开发的外延石墨薄膜具有高的单晶度，包括超平坦表面、厘米大小的单晶畴和完美的AB堆叠结构；

2) 剥离的石墨烯显示出优异的物理性能，如高热导率、固有杨氏模量和低掺杂密度等；

3) 每个单晶石墨烯层的生长通过在高折射率Ni表面上的阶梯边缘引导外延实现，并且通过两个Ni表面之间的化学势梯度驱动的碳原子的等温溶解-扩散-沉淀实现连续生长，等温生长使石墨烯层能够在最佳条件下生长，而不会出现堆叠紊乱或应力梯度。

参考资料：

Zhang, Z., Ding, M., Cheng, T. et al. Continuous epitaxy of single-crystal graphite films by isothermal carbon diffusion through nickel. Nat. Nanotechnol. (2022).

DOI: 10.1038/s41565-022-01230-0

https://doi.org/10.1038/s41565-022-01230-0